地聚合物基超高性能混凝土抗弹丸侵彻性能试验与模拟

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908148
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the development of the national defence, there is an increasingly higher requirement for concrete materials to resist blast and impact loadings in protective structures. Meanwhile, more attention is being paid to green concrete materials which are less energy intensive and more eco-friendly. This project investigates the impact resistance of an eco-friendly geopolymer-based ultra-high performance concrete using high-velocity ogive-nosed projectile penetration tests. Since the addition of fibres and coarse aggregates enhances the fracture toughness and hardness of concrete materials, which could further improve the impact resistance, this project also explores the influence of fibres and coarse aggregates such as types and dosages on the impact performance of the geopolymer-based ultra-high performance concrete. In order to comprehensively understand the dynamic damage and failure mechanism of the geopolymer-based ultra-high performance concrete, an approach of numerical simulations is used to ensure the suitable material model and algorithm. With the validated numerical models, parametric studies are then conducted to obtain the depth of penetration under various scenarios, and an empirical or semi-empirical equation is proposed to predict the depth of penetration based on the simulation data as well as the test results. The outcomes of this project are of great significance to design and promote the structural components or structures made of eco-friendly geopolymer-based ultra-high performance concrete to resist high-velocity projectile penetration, which will lay a solid foundation for the further research on the new protective materials in this area.
随着国防事业的不断发展,防护工程领域对于混凝土材料的抗爆炸抗冲击性能要求越来越高。同时,国家对环保问题的愈发重视促使低能耗高环保的绿色混凝土材料成为研究工作的重点。本项目以环保型地聚合物基超高性能混凝土为研究对象,通过高速尖头弹侵彻实验,来测试其抗侵彻性能。由于纤维和粗骨料的添加会相应地增强混凝土靶体的断裂韧性和硬度,从而增强其抗侵彻能力,因此本项目拟探究不同纤维和粗骨料的种类与含量对于地聚合物基超高性能混凝土抗侵彻效果的影响。为进一步阐明地聚合物基超高性能混凝土在侵彻作用下的动态响应及损伤破坏机理,本项目同时采用数值模拟的方法来确定适合的材料本构模型以及算法,并运用参数分析研究不同工况下靶板的侵彻深度,提出一套可行的经验或者半经验公式进行预测。研究成果对环保型地聚合物基超高性能混凝土构件和结构的抗侵彻设计以及推广具有重要的指导意义,从而为今后新型防护材料的抗侵彻性能研究打下了坚实的基础。

结项摘要

在重要的基础设施结构中使用绿色环保型高性能建筑材料已经成为我国防护工程领域现阶段亟需解决的关键问题。本项目研发制备了一种地聚合物基超高性能混凝土材料,通过一系列现场实验和数值模拟的方法,探究了其抗弹体高速侵彻性能,主要研究内容和意义如下:.(1)研发制备了一种碱激发地聚合物基超高性能混凝土材料(单轴抗压强度超过140 MPa,抗折强度超过20 MPa),总结了不同纤维类型、长度和体积含量对G-UHPC抗压和抗弯强度的影响规律。.(2)开展了一系列弹体高速侵彻地聚合物基超高性能混凝土靶体实验,阐明了地聚合物基超高性能混凝土在高速弹体侵彻作用下的动态响应和损伤破坏机理。.(3)从应力面、损伤、状态方程和应变率效应等方面着手,修正了常用的两种混凝土材料本构模型(KCC模型和HJC模型)用于地聚合物基超高性能混凝土,并与已有静态和弹体侵彻实验数据进行了对比分析,验证了修正后的混凝土材料本构模型和三维有限元模型的可靠性。.(4)基于有效的地聚合物基超高性能混凝土材料本构和三维有限元模型,开展了大量参数化分析,揭示了弹体速度、质量、直径、弹头形状和混凝土单轴抗压强度等关键参数对地聚合物基超高性能混凝土靶板抗侵彻性能的影响程度,建立了一套能够准确预测弹体侵彻深度和地聚合物基超高性能混凝土靶体贯穿极限厚度的经验公式。. 本项目的研究成果对地聚合物基超高性能混凝土在防护工程领域中防弹体高速侵彻的应用提供了重要的科学依据,具有一定的工程应用价值。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Investigations on the response of ceramic ball aggregated and steel fibre reinforced geopolymer-based ultra-high performance concrete (G-UHPC) to projectile penetration
陶瓷球骨料和钢纤维增强地聚合物基超高性能混凝土(G-UHPC)对弹丸侵彻响应的研究
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2020.112983
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    COMPOSITE STRUCTURES
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Liu, Jian;Wu, Chengqing;Chen, Gang
  • 通讯作者:
    Chen, Gang
Investigation of ultra-high performance concrete slabs under contact explosions with a calibrated K&C model
使用校准 K 研究接触爆炸下的超高性能混凝土板
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2022.113958
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Jian Liu;Jun Li;Jianguang Fang;Kai Liu;Yu Su;Chengqing Wu
  • 通讯作者:
    Chengqing Wu
Calibration of Holmquist Johnson Cook (HJC) model for projectile penetration of geopolymer-based ultra-high performance concrete (G-UHPC)
地聚合物基超高性能混凝土 (G-UHPC) 射弹侵彻 Holmquist Johnson Cook (HJC) 模型的校准
  • DOI:
    10.1016/j.istruc.2022.06.034
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Structures
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Jian Liu;Cheng Liu;Kefo Qu;Jun Li;Chengqing Wu
  • 通讯作者:
    Chengqing Wu
Investigation of geopolymer-based ultra-high performance concrete slabs against contact explosions
地质聚合物基超高性能混凝土板抗接触爆炸的研究
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2021.125727
  • 发表时间:
    2021-12-28
  • 期刊:
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Liu, Jian;Peng, Yun;Su, Yu
  • 通讯作者:
    Su, Yu
Ultra-high performance concrete targets against high velocity projectile impact - a-state-of-the-art review
抵抗高速射弹冲击的超高性能混凝土目标 — 最先进的评论
  • DOI:
    10.1016/j.ijimpeng.2021.104080
  • 发表时间:
    2022-02-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Liu, Jian;Li, Jun;Wu, Chengqing
  • 通讯作者:
    Wu, Chengqing

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

某斜拉式桅杆结构的参数优化分析
  • DOI:
    10.13206/j.gjg201707016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    钢结构
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘坚;吴城斌;周敏辉;李中平;于志伟;任达
  • 通讯作者:
    任达
参数估计条件下FEWMA控制图性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    统计与决策
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭超;刘坚;张星
  • 通讯作者:
    张星
-酮戊二酸对脂多糖应激仔猪肠黏膜能量代谢的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    动物营养学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王蕾;丁斌鹰;侯永清;刘坚;刘玉兰;李永塘;朱惠玲
  • 通讯作者:
    朱惠玲
贝叶斯快速初始响应控制图及其仿真
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    统计与决策
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞晨鹏;刘坚;张星
  • 通讯作者:
    张星
-酮戊二酸对LPS慢性应激仔猪小肠黏膜形态与功能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    畜牧兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯永清;刘玉兰;李永塘;丁斌鹰;刘坚;朱惠玲;王蕾;吴信
  • 通讯作者:
    吴信

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

刘坚的其他基金

钢管约束型钢再生混凝土框架-混凝土核心筒混合结构在强震下的损伤破坏机理与动力性能研究
  • 批准号:
    51678168
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码