Nghiên cứu các mô hình số mô phỏng tải trọng nổ lên kết cấu bê tông cốt thép sử dụng phần mềm Abaqus
Email:
danhlb@huce.edu.vn
Từ khóa:
Bê tông cốt thép, phần mềm Abaqus, tải trọng nổ, mô hình số, phương pháp phần tử hữu hạn
Tóm tắt
Để hạn chế tối đa thiệt hại do tải trọng nổ lên các công trình bê tông cốt thép, việc nghiên cứu về tác động của tải trọng này lên kết cấu bê tông cốt thép là hết sức cần thiết, để từ đó có các giải pháp về mặt kết cấu, giải pháp về vật liệu phù hợp. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu các mô hình số mô phỏng tải trọng nổ lên kết cấu bê tông cốt thép sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn Abaqus. Ba mô hình số mô phỏng tải trọng nổ được sử dụng trong phần mềm Abaqus được nghiên cứu gồm: Phương pháp không lưới (SPH), phương pháp sử dụng khối nổ tương đương và phương pháp kết hợp Lagrangian – Eulerianian. Kết quả nghiên cứu mô phỏng số và thực nghiệm được thực hiện trên tấm bê tông cốt thép có kích thước 1000x1000x60mm. Tải trọng nổ nghiên cứu là thuôc nổ TNT được đặt cách mặt thoáng của tấm bê tông cốt thép 5cm. Bê tông được mô phỏng tuân theo mô hình Johnson–Holmquist-II (JH-2). Mô hình đàn dẻo được sử dụng để mô phỏng cốt thép. Sự hư hại và phá hủy ở mặt trên, mặt dưới và ứng xử cơ học của các mẫu thí nghiệm dưới tác động của tải trọng nổ được phân tích và so sánh giữa thí nghiệm và mô phỏng để đánh giá hiệu quả của các mô hình sử dụngTài liệu tham khảo
[1]. Báo dân trí, chuyên mục Thế giới/Quân sự. https://dantri.com.vn/the-gioi/ukraine-thua-nhan-danh-bom-cau-crimea-bang-21-tan-thuoc-no-20230820065547866.htm, truy cập ngày 06 tháng 3 năm 2024.
[2]. G. F. Kinney, K. J. Graham, Explosive shocks in air, Springer Science & Business Media, 2013.
[3]. V.-C. Mai, X.-B. Luu, C.-B. Dao, D.-V. Le, Investigate the structural response of ultra-high performance concrete column under the high explosion, Def. Sci. J, 71 (2021) 256–264. https://doi.org/10.14429/dsj.71.16427
[4].D. H. Pham, B. D. Le, C. T. Nguyen, H. T. Tran, Modeling the fracture behavior of Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete slabs under contact Blast Loading, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, (2020) 052079. https://doi.org/10.1088/1757-899X/869/5/052079
[5]. T. Belytschko, W. K. Liu, B. Moran, K. Elkhodary, Nonlinear finite elements for continua and structures, John wiley & sons, 2014.
[6]. C. Kevin et al., Numerical simulations for classification of blast loaded laminated glass: possibilities, limitations and recommendations, ERNCIP thematic group resistance of structures to explosion effects, ERNCIP Thematic Group, Luxembourg, 2014, pp. 1–39.
[7]. A. U. Manual, Dassault Systems Simulia Corporation, Providence USA, 2010.
[8]. T. Jankowiak, T. Łodygowski, Smoothed particle hydrodynamics versus finite element method for blast impact, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, 61 (2013) 111–121.
[9]. J. Li, C. Wu, H. Hao, Investigation of ultra-high performance concrete slab and normal strength concrete slab under contact explosion, Eng Struct, 102 (2015) 395–408.
[10]. L. Librescu, S.-Y. Oh, J. Hohe, Dynamic response of anisotropic sandwich flat panels to underwater and in-air explosions, Int J Solids Struct, 43 (2006) 3794–3816.
[11]. V. Karlos, G. Solomos, M. Larcher, Analysis of the blast wave decay coefficient using the Kingery–Bulmash data, International journal of protective structures, 7 (2016) 409–429.
[12]. V. Kumar, K. V Kartik, M. A. Iqbal, Experimental and numerical investigation of reinforced concrete slabs under blast loading, Eng Struct, 206 (2020) 110125.
[13]. K. P. Dharmasena, H. N. G. Wadley, Z. Xue, J. W. Hutchinson, Mechanical response of metallic honeycomb sandwich panel structures to high-intensity dynamic loading, Int J Impact Eng, 35 (2008) 1063–1074.
[14]. G. Leonardi, R. Palamara, F. Suraci, 3D Finite element model of a blast load in a tunnel, Archives of Civil Engineering, 67 (2021) 91–105.
[15]. M. D. Botez, L. A. Bredean, Numerical Study of a RC Slab Subjected to Blast: A Coupled Eulerian-Lagrangian Approach, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, (2019) 052036. https://doi.org/10.1088/1757-899X/471/5/052036
[16]. T. J. Holmquist, G. R. Johnson, A computational constitutive model for glass subjected to large strains, high strain rates and high pressures, 2011.
[17]. D. H. Pham, B. D. Le, A comparison between experimental and numerical studies for reinforced concrete slabs under blast loading, Geomate Journal, 22 (2022) 1–8. https://doi.org/10.21660/2022.93.j2378
[18]. Wojciech Mamrak, Blast wave propagation in the air and action on rigid obstacles, 2013.
[2]. G. F. Kinney, K. J. Graham, Explosive shocks in air, Springer Science & Business Media, 2013.
[3]. V.-C. Mai, X.-B. Luu, C.-B. Dao, D.-V. Le, Investigate the structural response of ultra-high performance concrete column under the high explosion, Def. Sci. J, 71 (2021) 256–264. https://doi.org/10.14429/dsj.71.16427
[4].D. H. Pham, B. D. Le, C. T. Nguyen, H. T. Tran, Modeling the fracture behavior of Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete slabs under contact Blast Loading, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, (2020) 052079. https://doi.org/10.1088/1757-899X/869/5/052079
[5]. T. Belytschko, W. K. Liu, B. Moran, K. Elkhodary, Nonlinear finite elements for continua and structures, John wiley & sons, 2014.
[6]. C. Kevin et al., Numerical simulations for classification of blast loaded laminated glass: possibilities, limitations and recommendations, ERNCIP thematic group resistance of structures to explosion effects, ERNCIP Thematic Group, Luxembourg, 2014, pp. 1–39.
[7]. A. U. Manual, Dassault Systems Simulia Corporation, Providence USA, 2010.
[8]. T. Jankowiak, T. Łodygowski, Smoothed particle hydrodynamics versus finite element method for blast impact, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, 61 (2013) 111–121.
[9]. J. Li, C. Wu, H. Hao, Investigation of ultra-high performance concrete slab and normal strength concrete slab under contact explosion, Eng Struct, 102 (2015) 395–408.
[10]. L. Librescu, S.-Y. Oh, J. Hohe, Dynamic response of anisotropic sandwich flat panels to underwater and in-air explosions, Int J Solids Struct, 43 (2006) 3794–3816.
[11]. V. Karlos, G. Solomos, M. Larcher, Analysis of the blast wave decay coefficient using the Kingery–Bulmash data, International journal of protective structures, 7 (2016) 409–429.
[12]. V. Kumar, K. V Kartik, M. A. Iqbal, Experimental and numerical investigation of reinforced concrete slabs under blast loading, Eng Struct, 206 (2020) 110125.
[13]. K. P. Dharmasena, H. N. G. Wadley, Z. Xue, J. W. Hutchinson, Mechanical response of metallic honeycomb sandwich panel structures to high-intensity dynamic loading, Int J Impact Eng, 35 (2008) 1063–1074.
[14]. G. Leonardi, R. Palamara, F. Suraci, 3D Finite element model of a blast load in a tunnel, Archives of Civil Engineering, 67 (2021) 91–105.
[15]. M. D. Botez, L. A. Bredean, Numerical Study of a RC Slab Subjected to Blast: A Coupled Eulerian-Lagrangian Approach, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, (2019) 052036. https://doi.org/10.1088/1757-899X/471/5/052036
[16]. T. J. Holmquist, G. R. Johnson, A computational constitutive model for glass subjected to large strains, high strain rates and high pressures, 2011.
[17]. D. H. Pham, B. D. Le, A comparison between experimental and numerical studies for reinforced concrete slabs under blast loading, Geomate Journal, 22 (2022) 1–8. https://doi.org/10.21660/2022.93.j2378
[18]. Wojciech Mamrak, Blast wave propagation in the air and action on rigid obstacles, 2013.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
05/03/2024
Nhận bài sửa
31/03/2024
Chấp nhận đăng
09/04/2024
Xuất bản
15/04/2024
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Lê Bá, D. (1713114000). Nghiên cứu các mô hình số mô phỏng tải trọng nổ lên kết cấu bê tông cốt thép sử dụng phần mềm Abaqus. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 75(3), 1452-1462. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.3.11
Số lần xem tóm tắt
13
Số lần xem bài báo
10
