Научные публикации

Simulation of Concrete Plate Perforation by Coupled Finite Element and Smooth Particle Hydrodynamics Methods

Journal "Construction of Unique Buildings and Structures"
DOI:10.18720/CUBS.92.7
Authors: A. Dmitriev, V. Lalin, Yu. Novozhilov, D. Mikhalyuk

The object of research is a concrete plate subjected to high-velocity projectile impact. The finite element method (FEM) is commonly used to obtain the nonlinear dynamic response of concrete structures. However, extreme loads such as projectile impact cause large strains, damages, material fragmentations. The mesh-based FEM cannot solve this task accurately. Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is the meshless method that allows us to solve perforation and fragmentation problems but is characterized by higher computational costs. Methods. In this paper, we use the coupled FEM-SPH method to simulate the high-velocity concrete plate perforation. This method derives from switching from FEM to SPH by specific triggering criterion.Shear strain is the triggering criterion for the concrete plate perforation problem. The elastoplastic-damage Continuous Cap Surface Model (CSCM) describes nonlinear stress-strain relationships with strain-rate dependency for concrete. Results. Validation of CSCM on quasi-static cube compression gives good agreement with Eurocode-2 data: difference does not exceed 7% in FEM and 3.8% in the SPH method, respectively. For concrete plate perforation, the best match with the experiment is for the numerical model with spacings between FE nodes, and between SPH particles are equal to 2 mm. In this case, the ratio between the projectile diameter and the spatial discretization of approximately 6:1. The triggering value of shear strain for switching from FEM to SPH seems not to influence modeling results and computing time, independently of spatial discretization.

Связанные новости
АО «ЦИФРА» и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого заключили договор об организации стажировок для студентов по направлению «Механика и математическое моделирование». 16 апреля ведущий специалист АО «ЦИФРА» Мария Чуковенкова выступила в Высшей школе теоретической механики с презентацией о возможностях стажировки в компании. Студенты Политеха старших курсов смогут пройти летнюю практику в компании «ЦИФРА», применить знания для участия в реальных проектах под руководством опытных экспертов компании.
Сотрудники АО «ЦИФРА» приняли участие в заседании секции № 3 «Техническая эксплуатация и ремонт флота, охрана труда» научно-технического совета АО «ЦНИИМФ» (Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота). Инженер по динамике и прочности АО «ЦИФРА» Андрей Дмитриев выступил с докладом о предстоящем совместном выполнении НИР по расчетному обоснованию эксплуатации железобетонного судна согласно правилам Российского морского регистра судоходства (РС). Также участники заседания рассмотрели тему проектирования судовых конструкций с использованием технологий топологической оптимизации.
Связанные публикации в блоге
Ограждающие конструкции зданий и сооружений проходят проверку на звукоизолирующую способность. Соответствие бетонных/железобетонных перекрытий нормам по звукоизоляции оценивается путем проведения натурных или лабораторных испытаний на воздействие воздушного и ударного шума
Сегодня утром Ever Given на 80% сняли с мели в Суэцком канале. Контейнеровоз блокировал транспортировку грузов с 23 марта, в заторе оказалось 450 судов, по информации в СМИ. Каждый день перекрытия Суэцкого канала обошелся мировой экономике потерями в 9,6 млрд долларов (Bloomberg). Делимся взглядом на событие с точки зрения специалистов в области решения инженерных задач.
Связанные вебинары
В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.

Закажите расчет

Команде профессионалов
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.