Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

2D and 3D simulations of concrete penetration using the RHT material model.

2D and 3D simulations of concrete penetration using the RHT material model. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Hansson Håkan
Ort: Stockholm
Sidor: 61
Utgivningsår: 2003
Publiceringsdatum: 2003-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0922--SE)
Nyckelord Numerisk simulering, betongpenetration, RHT-modellen, SPH, elementfri, numerical simulation, concrete penetration, RHT model, SPH, smoooth particle hydrocode, meshless
Sammanfattning I denna rapport diskuteras resultat från numeriska simuleringar av penetration i betong av en projektil. Två- och tredimensionella simuleringar är genomförda med Autodyn och betongens mekaniska egenskaper är beskrivna med RHT-modellen. Denna avancerade materialmodell beaktar elastiska gränsen, brottgränsen och resthållfastheten för betongen under tryck. Fördelar och nackdelar med användandet av Lagrangeformulering och elementfri SPH för målen diskuteras och metoderna jämförs. Användandet av modeller med en kombination av Lagrangeelement och SPH-noder diskuteras också. Fördelar med 3D-modeller, jämfört med 2D-modeller, är att simuleringar av penetrationsförlopp med exempelvis sneda anslag, varierande attackvinkel och armerade mål kan studeras. 3D-simuleringar kräver dock ett stort antal element/noder. Därför är utnyttjande av parallellprocessering av modellerna nödvändig för att erhålla acceptabla beräkningstider. Med anledning av detta provades ett parallellprocessorsystem med fyra processorer. De numeriska simuleringsresultaten jämförs där så är möjligt med experimentella ballistiska försök utförda 1999. Sammanfattningsvis är användandet av 3D elementfri SPH kombinerad med materialmodellen benämnd RHT lovande för fortsatt forskning om penetration i betong, t ex studier av "dual charge" stridsdelar och förbättrade skyddskonstruktioner.
Abstract Results from numerical simulations of a projectile penetrating a concrete target are discussed in this report. The simulations are performed with the 2D and 3D Autodyn software, and the mechanical properties of the concrete are described with the RHT model. This advanced material model incorporates elastic limit, failure and residual strength of the concrete under pressure. Advantages and disadvantages of the use of Lagrange elements and the SPH meshless method for the targets are discussed, and comparisons between the methods are made. The use of a combination of Lagrange elements and SPH nodes for the targets are also discussed. Advantages with 3D simulations are that penetration models with e.g. oblique impact, varying angle of attack and reinforced concrete targets can be studied. This is not possible with a 2D model. However, 3D simulations require a large number of elements/nodes. Therefore, the use of parallel processor systems are necessary to reduce the time needed for the computations, and a parallel processor system with four processors is tested to reduce the required simulation time for the 3D simulations. The numerical results are, when possible, compared to experimental ballistic tests conducted in 1999. In summary, the use of 3D meshless SPH models combined with the RHT material model for concrete seems promising for future research of concrete penetration, e.g. studies of dual charge warheads and improved protective structures.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182