Abaqus CEL爆炸分析:混凝土建筑案例研究

Abaqus中的爆炸分析方法

Abaqus的爆炸分析可以基于CONWEP/CEL/SPH/UNDEX声固耦合等技术来建模,其中,CEL/SPH方法可以调用JWL或Ignition and growth状态方程,常用于空气中或水下的近场爆炸问题。



CEL近场爆炸应用案例

建筑物为两层民用住宅,混凝土+钢筋土,混凝土采用CDP本构,并考虑单元删除(≥Abaqus2019版);欧拉域内设置TNT炸药和空气,材料行为分别采用JWL和理想气体状态方程来描述。

首先,通过静力学分析计算重力作用下建筑物的应力和变形,住宅内部房间布局和各区域的应力如下。

Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑的图1

建筑物应力



然后,通过*initial state将重力下的应力应变、变形等传递到显式动力学分析模型中,作为爆炸前建筑的初始状态。

Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑的图2

建筑物变形



某坐标截面上冲击波与建筑物的相互作用:

Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑的图3

爆炸冲击波



在爆炸冲击波作用下,混凝土出现大面积的损伤:

Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑的图4

混凝土损伤



损伤严重的区域,单元完全失效:

Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑的图5

动态应力



变形放大50倍,可以观察到冲击波造成的直接破坏和建筑物振动造成的间接破坏。

Abaqus CEL爆炸分析_混凝土建筑的图6

变形放大系数调至50的效果


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