楼建锋,王 政,朱建士,张凤国,洪 滔

（1.北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094;

2.中国工程物理研究院北京研究生部,北京 100088）

1 引 言

混凝土和钢筋是基础设施建设的主要原料,钢筋混凝土不仅被广泛地应用于民用领域,而且也是重要的政治和军事目标的建筑和防护材料。如何利用动能侵彻爆炸战斗部有效打击地下工事,或者如何提高地下工事的防护能力,一直是受到广泛关注,其中,钢筋对混凝土靶板抗侵彻能力的影响是研究上述问题的重要内容。

对动能弹侵彻钢筋混凝土问题已进行了大量研究,以往关注较多的是动能弹头部形状对侵彻能力的影响[1-2];或者是对混凝土本构关系的研究[3-7],其中数值建模中对钢筋混凝土的处理,大多采用等效强度的素混凝土替代。近年来,随着计算机硬件的迅速发展和计算方法的不断创新,出现了大型可视化软件,如LS-DYNA、AUTODYN等,为动能弹侵彻钢筋混凝土问题的建模提供了有效的工具。

钢筋混凝土侵彻问题的仿真计算,不仅是3维问题,而且具有多介质和多滑移边界,主要技术难度是计算的离散化处理。侵彻钢筋混凝土问题,常用LS-DYNA、AUTODYN等有限元软件建模[6,8],对侵彻体通常采用Lagrange方法计算,而钢筋混凝土靶常用Lagrange方法或SPH方法。计算规模相同时,Lagrange方法计算速度快,SPH方法计算速度慢。计算模型中,对侵彻体常用六面体单元,对钢筋采用六面体单元或beam单元处理,而对混凝土用六面体单元或SPH粒子处理。对钢筋和混凝土都使用六面体单元处理时,计算模型初始网格的生成较困难。……