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SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf 1 實驗裝置基本信息 2 2動態模擬 2 2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2 2.2 關鍵字設置 4 3 ANSYS界面 6 3.1 頁面介紹 6 3.1.1主頁面 6 3.1.2 主菜單詳情介紹 8 4 LS-PrePost界面 11 4.1主頁面 11 4.2選項卡 13 4.2.1 選項卡

附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構。

對SHPB沖擊壓縮試驗進行模擬，利用ANSYS APDL 建立1/4模型，并利用LS-PrePost進行k文件修改，給巖石試樣選擇HJC模型，定義接觸和失效準則……k文件如下

SHPB基本力學過程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個向正方向傳播的入射波（壓縮波），入射波從入射桿傳遞到試樣并對試樣進行壓縮，入射波一部分在入射桿與試樣界面反射形成反向傳播的反射波（拉伸波），另一部分通過試樣進入透射桿形成透射波（壓縮波）。 SHPB兩個基本假定：一維性應力狀態和均勻性假定。一維性要求桿件及試樣共軸，并減小橫向慣性引起的幾何彌散效應的影響。

1.1.SHTB原理 反射式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結構反射式SHTB結構基于SHPB改造而來，除具備常規SHPB結構的撞擊桿、入射桿，還需要在拉伸試樣外圍加上與入射桿、透射桿相配合的承壓環。并且反射式SHTB的入射桿、透射桿與常規SHPB位置相反。

溫度對于花崗巖力學特性有不可忽視的影響，模擬100℃和200℃下花崗巖SHPB 試驗時必須考慮溫度的作用，借助“隱式-顯式順序求解法”模擬實時溫度下花崗巖的沖擊破壞過程。

關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。

有關SHPB數值模擬方法的相關教程比較常見，若對于模擬出巖石破碎形態感興趣，可參考以下附件。主要是接觸、邊界條件和材料失效的設置。如下圖，是主頁成果展示的相關k文件。對于成果展示的其他內容感興趣的，也可私信。

本模型為φ5×5mm圓柱試樣的動態壓縮模擬。這里僅提供K文件，需要數據處理和視屏教程請私信。

典型的沖擊壓縮應力脈沖信號動態拉伸試驗與動態壓縮試驗相比較，動態拉伸試驗比較復雜，需要對壓桿進行改裝。目前主要采用的是反射式SHPB裝置，通過應變片記錄反射波、入射波、透射波，從而得到其應力-應變曲線。