Corrección del coeficiente de penetración de UHPC basada en simulación numérica y optimización de la fórmula Berezan

YAN Qiushi ,  

ZUO Naixin ,  

ZHANG Zhijie ,  

HONG Minghui ,  

WANG Qingxuan ,  

WANG Deng ,  

BAO Xinying ,  

摘要

Para estudiar sistemáticamente la resistencia del concreto de ultra alto desempeño (Ultra-High Performance Concrete, UHPC) a la penetración por impacto de proyectiles de vástago largo, se analizó el efecto de la resistencia a la compresión en la resistencia a la penetración del UHPC, proporcionando una base teórica y orientación técnica para el diseño de estructuras protectoras de UHPC. Se utilizó el modelo corregido K&C (Karagozian & Case) para modelar y realizar cálculos numéricos del proceso de penetración de proyectiles de vástago largo en placas objetivo de concreto ordinario y UHPC mediante el software de elementos finitos LS-DYNA. Con los parámetros validados del modelo K&C, se realizaron estudios de simulación numérica de la penetración de proyectiles prototipo de vástago largo en UHPC. Basado en los resultados de la simulación numérica, se corrigió y validó la fórmula empírica de Berezan, y se comparó la fórmula corregida de Berezan con otras fórmulas empíricas comunes. Los resultados demostraron que: (1) el aumento de la resistencia a la compresión del UHPC favorece la mejora de su resistencia a la penetración, aunque esta ventaja disminuye gradualmente con el incremento de la resistencia a la compresión; (2) la fiabilidad y precisión de los resultados de la simulación numérica pueden ser verificadas mediante datos experimentales, y se estableció la relación entre el coeficiente de penetración Kq y la resistencia a la compresión fc para UHPC con grados de resistencia C100-C200, proporcionando una referencia valiosa para evaluar el rendimiento de penetración de UHPC con diferentes resistencias; (3) comparando los resultados experimentales con otras fórmulas empíricas, se validó la precisión de la fórmula corregida de Berezan, que puede predecir con precisión la profundidad de penetración de proyectiles de vástago largo a velocidades de impacto entre 200 y 700 m/s en UHPC de grados de resistencia C100-C200, proporcionando orientación útil para el diseño de estructuras protectoras de UHPC.

关键词

Penetración;UHPC;simulación numérica;proyectiles de vástago largo;corrección fórmula Berezan

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