弹丸侵彻无钢筋混凝土的数值模拟

采用二维梁-颗粒模型bpm2d（beam-particlemodelintwodimensions）模拟了刚性弹丸侵彻无钢筋混凝土的过程。离散元法（dem）和有限元法（fem）等数值计算方法各有其优势，同时也都存在不足之处：离散元法适于处理由连续介质向非连续介质转化的破坏问题，但对于连续体计算结果精度不高；有限元法适于预测材料破坏的区域，但难以直接用于计算脆性材料破坏过程，因此将两种方法结合可以形成一种较好的混合模型。梁-颗粒模型bpm2d是基于离散元法，结合有限元法开发的二维数值计算模型，采用3种类型梁单元形成混凝土数值试样，每种类型梁单元的力学性质均按韦伯（weibull）分布随机赋值，以模拟混凝土细观结构的非均匀性，同时梁单元的强度随应变率不同而变化。利用此模型分析了弹丸侵彻下混凝土的破坏过程，并给出侵彻过程弹丸减速度-时间历程曲线。比较计算结果与试验数据表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题。