顾　鑫， 章　青， 黄　丹

(河海大学 力学与材料学院，南京　211100)



基于近场动力学方法的混凝土板侵彻问题研究

顾鑫， 章青， 黄丹

(河海大学 力学与材料学院，南京211100)

摘要：由于近场动力学(Peridynamics)用统一空间积分-时间微分方程描述物体连续或不连续区域，改进常用微观弹脆性模型(Prototype Microelastic Model, PMB)对势本构力函数，给出刚性体与变形体冲击问题接触算法；编制计算程序，验证经典简支梁变形及Kalthoff-Winkler试验；数值模拟刚性弹丸侵彻混凝土矩形板破坏过程，揭示损伤累积及裂纹扩展全过程与最终破坏形态。结果表明，改进的近场动力学模型及算法合理、可靠，能有效模拟混凝土结构冲击破坏及侵彻问题。

关键词：混凝土板；刚性冲击；近场动力学；改进PMB模型；非局部模型；裂纹模式

混凝土结构广泛用于工业、民用及军工，为防止混凝土结构受摧毁性打击、遭破坏后及时修复，需对弹丸冲击、侵彻混凝土结构的破坏过程深入研究[1]。混凝土结构受冲击、侵彻等动荷载时产生的损伤、破坏过程即结构从连续体到非连续体的转变过程[2-3]。试验作为弹丸侵彻问题的研究方法往往耗资巨大，部分数据不易获得，难以准确观察冲击现象细微过程。而数值计算成为研究侵彻问题的重要方法。传统分析方法较难处理如静动力裂纹扩展、冲击破坏等不连续问题。研究表明，近场动力学以非局部、非连续特点，在分析不连续问题中具有巨大优势。

近场动力学(Peridynamics)方法作为非局部作用理论[4-5]，不再基于连续……