重复冲击下含裂纹加筋板结构失效模式分析

开展了含裂纹加筋板重复冲击试验,探究不同裂纹长度和位置对含裂纹加筋板失效模式的影响,并结合数值模拟对失效模式进行分析。结果表明,裂纹通过改变加筋板塑性区域的分布影响结构吸能,使含裂纹加筋板在重复冲击作用下的失效模式产生差异。在一定的冲击能量下,含裂纹加筋板的失效模式不仅表现为整体性的塑性大变形失效,而且可能伴随局部或者整体构件的断裂失效。当裂纹位于外板时,裂尖张开距离随加筋板中心塑性变形的累积而线性增加,增长速率与裂纹长度呈正相关,裂尖张开可导致局部发生小范围断裂;位于加强筋自由边的裂纹随冲击次数增加逐渐扩展,直至加强筋完全断裂。研究结果可为工程结构抗冲击安全性设计提供参考。

基于ISPH-TLSPH的充液多柔体动力学建模与计算

基于不可压光滑粒子流体动力学(Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics,ISPH)和全拉格朗日光滑粒子流体动力学(TLSPH)基本理论,提出了一种求解充液多柔体动力学数值模拟方法.与传统SPH方法相比,该方法可采用较大的时间步长、可避免压力振荡与柔性部件拉伸不稳定问题.通过求解混合压力泊松方程和引入位移修正技术可得到光滑的液体压力分布结果,通过添加人工黏性项使得TLSPH在数值计算中更稳定.流体域计算时,将固体粒子假设为虚粒子参与到求解压力泊松方程中.固体域计算时,流体粒子对固体粒子的相互作用力作为固体受到的外力加入到动量方程中.最后,采用5个数值算例与实验分别验证了ISPH,TLSPH和ISPH-TLSPH耦合算法的有效性,并将提出的方法应用于充液多柔体动力学问题的模拟.