Luận án Nghiên cứu tính toán tác dụng xuyên của bom đạn vào kết cấu công sự bằng phương pháp phần tử rời rạc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
Hoàng Quang Tuấn 
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN TÁC DỤNG XUYÊN 
CỦA BOM ĐẠN VÀO KẾT CẤU CÔNG SỰ BẰNG 
PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ RỜI RẠC 
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT 
Hà Nội - 2018 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
Hoàng Quang Tuấn 
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN TÁC DỤNG XUYÊN 
CỦA BOM ĐẠN VÀO KẾT CẤU CÔNG SỰ BẰNG 
PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ RỜI RẠC 
 Chuyên nghành : Kỹ thuật xây dựng công trình đặc biệt 
 Mã số : 9.58.02.06 
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT 
 Người hướng dẫn khoa học 
 Đại tá, PGS, TS Nguyễn Trí Tá 
Hà Nội – 2018 
 i 
LỜI CAM ĐOAN 
 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số 
liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong 
bất kỳ công trình nào khác. 
 Tác giả luận án 
 HOÀNG QUANG TUẤN 
 ii 
LỜI CẢM ƠN 
 Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với thầy giáo 
hướng dẫn Đại tá PGS TS Nguyễn Trí Tá đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và 
đề xuất nhiều ý tưởng khoa học có giá trị giúp cho tác giả hoàn thành bản luận 
án này. Tác giả xin trân trọng sự động viên, khuyến khích và những kiến thức 
khoa học mà các thầy giáo đã chia sẻ cho tác giả trong nhiều năm qua, giúp 
cho tác giả nâng cao năng lực khoa học và củng cố lòng yêu nghề. 
 Tác giả xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp, những nhận xét 
hết sức quý báu chân tình của các thầy giáo, các nhà khoa học giúp tác giả 
hoàn thành được toàn văn luận án của mình. 
 Tác giả trân trọng cảm ơn Viện Kỹ thuật Công trình đặc biệt/Học viện 
KTQS, Phòng Sau đại học/Học viện KTQS, Cục Công trình quốc 
phòng/BTLCB và Lữ đoàn Công binh 293/BTLCB đã tạo mọi điều kiện tốt 
nhất và giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. 
 Cuối cùng tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn đối với những người thân 
trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã thông cảm, động viên và chia sẻ khó 
khăn với tác giả trong suốt thời gian làm luận án. 
 Tác giả luận án 
 HOÀNG QUANG TUẤN 
 iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN i 
LỜI CẢM ƠN ii 
MỤC LỤC iii 
DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT - KÝ HIỆU ix 
1. Các chữ cái viết tắt ix 
2. Các ký hiệu Latin ix 
3. Các ký hiệu Hy Lạp xi 
4. Các ký hiệu ma trận – véc tơ xii 
DANH MỤC CÁC BẢNG xiii 
DANH MỤC HÌNH VẼ xvi 
MỞ ĐẦU 1 
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu 1 
2. Mục đích nghiên cứu của luận án 4 
3. Phạm vi nghiên cứu 4 
4. Phương pháp nghiên cứu 4 
5. Cấu trúc của luận án 5 
6. Những điểm mới của luận án 5 
Chương 1 TỔNG QUAN 6 
1.1. Bom xuyên phá công sự và vật liệu làm kết cấu bảo vệ 6 
1.1.1. Bom xuyên phá công sự 6 
1.1.1.1. Bom B61-11 7 
1.1.1.2. Bom BLU-109 7 
1.1.1.3. Bom GBU-57 8 
1.1.1.4. Bom GBU-28 9 
1.1.1.5. Bom MPR-500 9 
1.1.1.6. Bom NEB 10 
 iv 
1.1.1.7. Bom KAB-1500 10 
1.1.2. Vật liệu làm kết cấu bảo vệ 11 
1.1.2.1. Bê tông thông minh 11 
1.1.2.2. Bê tông dẻo 12 
1.1.2.3. Áo giáp chống đạn 12 
1.1.2.4. Một số loại vật liệu sử dụng phổ biến 13 
1.2. Tác dụng cục bộ của bom đạn đối với kết cấu 14 
1.2.1. Tác dụng va chạm và xuyên của bom đạn 14 
1.2.1.1. Bản chất tác dụng va chạm 14 
1.2.1.2. Các công thức xác định chiều sâu xuyên bằng thực nghiệm 15 
a. Công thức Bêrêgian 15 
b. Công thức ACE 17 
c. Công thức Petry 18 
d. Công thức NDRC 18 
e. Công thức Ballistic 19 
f. Công thức UKAEA 20 
g. Công thức Haldar 21 
h. Công thức Hughes 21 
1.2.1.3. Xác định chiều sâu xuyên của bom đạn vào trong môi trường bằng 
các công thức thực nghiệm khác nhau 22 
1.2.2. Tác dụng nổ của bom đạn 26 
1.2.2.1. Bản chất tác dụng nổ của bom đạn 26 
1.2.2.2. Tác dụng phá hoại do nổ của bom đạn 28 
1.3. Các phương pháp tính toán kết cấu công sự 28 
1.3.1. Phương pháp truyền thống 28 
1.3.1.1. Công sự chịu áp lực xuyên 28 
1.3.1.2. Công sự chịu áp lực nổ 29 
 v 
1.3.1.3. Tác dụng liên hợp của xuyên và nổ đối với kết cấu công sự 31 
1.3.2. Phương pháp số 31 
1.3.2.1. Phương pháp sai phân hữu hạn 31 
1.3.2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn 32 
1.3.2.3. Phương pháp phần tử biên 32 
1.3.2.4. Phương pháp phần tử rời rạc 33 
1.4. Các tính chất cơ học của vật liệu 36 
1.4.1. Bê tông 36 
1.4.2. Đất 38 
1.4.3. Đá 40 
1.4.4. Thép 41 
1.5. Kết luận chương 1 43 
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TÁC DỤNG XUYÊN CỦA 
BOM ĐẠN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ RỜI RẠC 44 
2.1. Đặt bài toán 44 
2.2. Những giả thiết cơ bản 48 
2.3. Bài toán tiếp xúc 48 
2.4. Hình dạng và các tham số phân tích 49 
2.5. Các mô hình tiếp xúc 52 
2.5.1. Mô hình độ cứng tiếp xúc (contact stiffness model) 52 
2.5.1.1. Bài toán tuyến tính 52 
2.5.1.2. Bài toán phi tuyến 53 
2.5.1.3. Tính toán lực tiếp xúc giữa hai phần tử 53 
2.5.1.4. Tính toán lực tiếp xúc giữa phần tử và biên 56 
2.5.2. Mô hình trượt (slip model) 59 
2.5.3. Mô hình cản (damp model) 60 
2.5.3.1. Cản cục bộ 60 
 vi 
2.5.3.2. Cản toàn bộ 61 
2.5.4. Mô hình liên kết (bond model) 62 
2.5.4.1. Liên kết đơn 63 
2.5.4.2. Liên kết song song 64 
2.5.5. Hiệu chỉnh vật liệu 67 
2.5.6. Lựa chọn bán kính phần tử 69 
2.6. Phương trình chuyển động tổng quát của hệ 69 
2.6.1. Thiết lập phương trình chuyển động 69 
2.6.2. Phương pháp số giải phương trình chuyển động 71 
2.6.3. Xác định bước thời gian tích phân 73 
2.7. Thuật toán 74 
2.7.1. Hiệu chỉnh vật liệu 74 
2.7.2. Tính toán lực tiếp xúc giữa phần tử và phần tử, giữa phần tử và biên 75 
2.7.3. Tích phân phương trình chuyển động 75 
2.7.4. Tìm kiếm tiếp xúc 77 
2.7.5. Tạo dựng mô hình 79 
2.7.4.1. Theo quy luật cho trước 79 
2.7.4.2. Theo quy luật bất kỳ 80 
2.8. Kết luận chương 2 81 
Chương 3 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN TÁC DỤNG 
XUYÊN CỦA BOM ĐẠN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ RỜI RẠC 82 
3.1. Đặt vấn đề 82 
3.2. Những giả thiết cơ bản 82 
3.3. Tính nội lực theo phương pháp mặt cắt 83 
3.4. Thiết lập các mô đun chương trình 84 
3.5. Thử nghiệm số kiểm tra độ tin cậy của chương trình 92 
3.5.1. Tính toán chiều sâu xuyên của bom vào tấm chắn đạn 92 
 vii 
3.5.1.1. Hiệu chỉnh vật liệu 92 
a. Các tham số vật liệu bê tông 92 
b. Các tham số vật liệu bom 100 
3.5.1.2. Tính toán bằng phương pháp phần tử rời rạc 102 
3.5.1.3. Tính toán bằng các công thức thực nghiệm 111 
3.5.1.4. So sánh kết quả tính toán 112 
3.5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước phần tử 113 
3.5.3. Nghiên cứu tính toán kết cấu công sự 115 
3.5.3.1. Công sự chịu tải trọng bản thân 117 
a. Tính toán bằng phương pháp truyền thống 117 
b. Tính toán bằng phương pháp phần tử rời rạc 117 
c. So sánh kết quả tính toán theo 2 phương pháp 122 
3.5.3.2. Công sự chịu tải trọng tập trung 123 
a. Tính toán bằng phương pháp truyền thống 123 
b. Tính toán bằng phương pháp phần tử rời rạc 123 
c. So sánh kết quả tính toán theo 2 phương pháp 128 
3.6. Kết luận chương 3 129 
Chương 4 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THAM SỐ MÔI 
TRƯỜNG VÀ BOM ĐẠN ĐẾN TÁC DỤNG XUYÊN CỦA BOM ĐẠN 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ RỜI RẠC 130 
4.1. Đặt vấn đề 130 
4.2. Ảnh hưởng của tham số bom đạn đến chiều sâu xuyên 131 
4.2.1. Vận tốc bom 131 
4.2.2. Đường kính bom 132 
4.2.3. Khối lượng bom 133 
4.3. Ảnh hưởng của tham số môi trường đến chiều sâu xuyên 134 
4.3.1. Mô đun đàn hồi bê tông 134 
 viii 
4.3.2. Mô đun đàn hồi đá 136 
4.3.3. Mô đun biến dạng đất 138 
4.4. Tính toán xác định hệ số xuyên 140 
4.4.1. Hệ số xuyên trong các môi trường bê tông 140 
4.4.2. Hệ số xuyên trong các môi trường đá 140 
4.4.3. Hệ số xuyên trong các môi trường đất 140 
4.5. Ảnh hưởng của góc xuyên α 141 
4.6. Tính toán kết cấu công sự có xét đến sự phá hoại cục bộ do tác dụng 
xuyên của bom đạn 142 
4.6.1. Tính toán bằng phương pháp truyền thống 142 
4.6.2. Tính toán bằng phương pháp phần tử rời rạc 143 
4.6.3. So sánh kết quả tính toán theo 2 phương pháp 148 
4.7. Thí nghiệm xác định chiều sâu xuyên của đạn AK47 vào tấm bê tông 149 
4.7.1. Mô tả thí nghiệm 149 
4.7.2. Tính toán bằng phương pháp thực nghiệm 150 
4.7.3. Tính toán bằng phương pháp phần tử rời rạc 151 
4.7.3.1. Các tham số vật liệu bê tông 151 
4.7.3.2. Các tham số vật liệu đạn 154 
4.8. Kết luận chương 4 160 
KẾT LUẬN CHUNG 161 
1. Các kết quả chính và tính mới của luận án 161 
2. Hướng nghiên cứu phát triển của luận án 162 
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC 163 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 164 
PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH 1 169 
PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH 2 199 
MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM BẮN 206 
 ix 
DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT - KÝ HIỆU 
1. Các chữ cái viết tắt 
BTCT : bê tông cốt thép 
BEM : phương pháp phần tử biên 
CFD : động lực học chất lỏng 
DEM : phương pháp phần tử rời rạc 
DDA : phân tích biến dạng không liên tục 
FDM : phương pháp sai phân hữu hạn 
FEM : phương pháp phần tử hữu hạn 
MTĐT : máy tính điện tử 
NBS : thuật toán tìm kiếm tiếp xúc không nhị phân 
PFC : phần mềm dòng hạt 
SI : hệ đo lường quốc tế 
Imperial : hệ đo lường Anh quốc 
2. Các ký hiệu Latin 
A : diện tích tiết diện ngang thân đạn, m2 
a : chiều dài khâu độ thông thủy công sự, m 
b : chiều cao khâu độ thông thủy công sự, m 
B : bề rộng phần tử đĩa, m 
C : khối lượng thuốc nổ, kg 
cn : hệ số cản tiếp xúc pháp tuyến của phần tử 
cs : hệ số cản tiếp xúc tiếp tuyến của phần tử 
Dn : lực cản tiếp xúc pháp tuyến của phần tử, N 
Ds : lực cản tiếp xúc tiếp tuyến của phần tử, N 
d : đường kính thân đạn, m 
E : mô đun đàn hồi của vật liệu, N/m2 
 x 
Ec : mô đun đàn hồi của phần tử, N/m
2 
cE : mô đun đàn hồi của liên kết song song, N/m
2 
Fn : lực tiếp xúc pháp tuyến của phần tử, N 
Fs : lực tiếp xúc tiếp tuyến của phần tử, N 
nF : lực pháp tuyến của liên kết song song, N
sF : lực tiếp tuyến của liên kết song song, N 
g : gia tốc trọng trường, g=-9,81 m/s2 
Hn : chiều dày nóc công sự, m 
Ht : chiều dày tường công sự, m 
Hd : chiều dày đáy công sự, m 
hx : chiều sâu xuyên của bom đạn trong môi trường, m 
hs : chiều dày kết cấu bảo đảm không chấn sụp, m 
hp : chiều dày kết cấu bảo đảm không xuyên thủng, m 
h : chiều cao ném bom, m 
I : xung lượng toàn phần, kGs 
i : xung lượng riêng, kGs/m2 
Kx : hệ số xuyên 
Kp : hệ số tính toán có kể đến ảnh hưởng cường độ của bê tông 
KIc : hệ số độ cứng phá hủy 
kn : độ cứng lò xo tiếp xúc pháp tuyến của phần tử, N/m 
ks : độ cứng lò xo tiếp xúc tiếp tuyến của phần tử, N/m 
lt : chiều dài phần thon đầu đạn, m 
M : mô men uốn của phần tử, Nm 
M : mô men uốn của liên kết song song, Nm 
m : khối lượng phần tử, kg 
m0 : hệ số không chấn sụp 
 xi 
N : hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dáng mũi đạn 
n : hệ số đổi hướng của đạn trong môi trường 
n0 : hệ số không xuyên thủng 
P : khối lượng bom đạn, kg 
p : chu vi thân đạn, m 
nk : độ cứng pháp tuyến của liên kết song song, N/m
3 
sk : độ cứng tiếp tuyến của liên kết song song, N/m
3 
q : tải trọng tĩnh tương đương, T/m
2 
r : bán kính của phần tử, m 
S : áp lực xuyên của bom đạn lên kết cấu, kG/cm2 
T : chu kỳ dao động của kết cấu, s 
tx : thời gian duy trì tác dụng của áp lực xuyên, s 
V0 : vận tốc của bom đạn khi gặp chướng ngại, m/s 
V : vận tốc của bom đạn tại thời điểm bất kỳ, m/s 
3. Các ký hiệu Hy Lạp 
α : góc chạm của bom đạn,  
 P : siêu áp mặt sóng xung kích, kG/cm
2 
δn : khoảng biến dạng giữa 2 phần tử theo phương pháp tuyến, m 
δs : khoảng biến dạng giữa 2 phần tử theo phương tiếp tuyến, m 
1, 2 : hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dáng mũi đạn theo Bêrêgian 
 : hệ số tỉ lệ bán kính giữa phần tử và liên kết song song 
µ : hệ số ma sát 
 : hệ số Poisson 
 : hệ số kể đến ảnh hưởng tính nhớt của vật liệu 
 : khối lượng riêng, kg/m3 
c : cường độ chịu kéo của vật liệu, Pa 
 xii 
a : ứng suất trục 
d : ứng suất lệch trục 
cσ : cường độ chịu kéo của liên kết song song, N/m
2 
c : cường độ chịu cắt của vật liệu, Pa 
cτ : cường độ chịu cắt của liên kết song song, N/m
2 
ω : tần số dao động riêng của kết cấu, 1/s 
ω max : tần số dao động riêng lớn nhất của kết cấu, 1/s 
a : biến dạng dọc trục 
v : biến dạng thể tích 
4. Các ký hiệu ma trận – véc tơ 
 C : ma trận cản, N 
 M : ma trận khối lượng, kg 
 F : véc tơ tải trọng, N 
 F d : véc tơ cản, N 
 U : véc tơ chuyển vị, m 
 U : véc tơ vận tốc, m/s 
 U : véc tơ gia tốc, m/s2 
 xiii 
DANH MỤC CÁC BẢNG 
Bảng 1.1 Số liệu về bom 100 kg xuyên bê tông 22 
Bảng 1.2 Số liệu về bê tông B20 đá 1x2 22 
Bảng 1.3 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên (m) 23 
Bảng 1.4 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên (m) 24 
Bảng 1.5 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên (m) 25 
Bảng 3.1 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 94 
Bảng 3.2 Các tham số liên kết bê tông sau hiệu chỉnh 94 
Bảng 3.3 Các tham số phần tử bom sau hiệu chỉnh 101 
Bảng 3.4 Các tham số liên kết bom sau hiệu chỉnh 101 
Bảng 3.5 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 101 
Bảng 3.6 Các tham số phần tử bê tông 113 
Bảng 3.7 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 113 
Bảng 3.8 Các tham số liên kết bê tông sau hiệu chỉnh 113 
Bảng 3.9 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 113 
Bảng 3.10 Các tham số liên kết bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.11 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.12 Các tham số liên kết bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.13 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.14 Các tham số liên kết bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.15 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.16 Các tham số liên kết bê tông sau hiệu chỉnh 114 
Bảng 3.17 So sánh kết quả tính theo 2 phương pháp 122 
Bảng 3.18 So sánh kết quả tính theo 2 phương pháp 128 
Bảng 4.1 Các tham số phần tử bê tông sau hiệu chỉnh 115 
Bảng 4.2 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên (m) 131 
Bảng 4.3 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên (m) 132 
 xiv 
Bảng 4.4 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên (m) 133 
Bảng 4.5 Các tham số phần tử bê tông B22,5 sau hiệu chỉnh 134 
Bảng 4.6 Các tham số phần tử bê tông B27,5 sau hiệu chỉnh 134 
Bảng 4.7 Các tham số phần tử bê tông B30 sau hiệu chỉnh 134 
Bảng 4.8 Các tham số phần tử bê tông B35 sau hiệu chỉnh 134 
Bảng 4.9 Các tham số phần tử bê tông B40 sau hiệu chỉnh 135 
Bảng 4.10 Các tham số phần tử bê tông B45 sau hiệu chỉnh 135 
Bảng 4.11 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên 135 
Bảng 4.12 Mô đun đàn hồi của một số loại đá 136 
Bảng 4.13 Các tham số phần tử đá loại 1 sau hiệu chỉnh 136 
Bảng 4.14 Các tham số phần tử đá loại 2 sau hiệu chỉnh 136 
Bảng 4.15 Các tham số phần tử đá loại 3 sau hiệu chỉnh 137 
Bảng 4.16 Các tham số phần tử đá loại 4 sau hiệu chỉnh 137 
Bảng 4.17 Các tham số phần tử đá loại 5 sau hiệu chỉnh 137 
Bảng 4.18 Các tham số phần tử đá loại 6 sau hiệu chỉnh 137 
Bảng 4.19 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên 137 
Bảng 4.20 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên 139 
Bảng 4.21 Kết quả tính toán hệ số xuyên trong môi trường bê tông 140 
Bảng 4.22 Kết quả tính toán hệ số xuyên trong môi trường đá 140 
Bảng 4.23 Kết quả tính toán hệ số xuyên trong môi trường đất 140 
Bảng 4.24 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên ( =530) 141 
Bảng 4.25 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên ( =3560) 141 
Bảng 4.26 Kết quả tính toán chiều sâu xuyên ( =65 ... ange boundary2 
def init2 
 179 
r2=0.0125 
nrowb=19 
ncolb=8 
anpha=15 
V=325 
P=100 
sinanpha=sin(degrad*anpha) 
cosanpha=cos(degrad*anpha) 
vx=V*sinanpha 
vy=-V*cosanpha 
E2=2.10e11 
fric2=0.42 
damplocal2=0.15 
dampviscous2=0 
E2c=2.10e11 
keo2=35e15 
cat2=35e15 
L2=2*r2 
kn2=2*E2*B 
ks2=kn2 
kn2p=E2c/L2 
ks2p=kn2p 
end 
def makebomb 
x0=0.1125 
y0=0.3 
r2a=12.6274/1000 
ib1=iPhantu 
 180 
x1=width/2 
y1=yw2+y0+r2a 
ibomb=iPhantu 
deltax=x1-(x1*cosanpha-y1*sinanpha) 
deltay=y1-(x1*sinanpha+y1*cosanpha ) 
xbomb=x1-x0 
ybomb=y1+2*r2 
loop row (1,nrowb) 
xbomb1=xbomb*cosanpha-ybomb*sinanpha 
ybomb1=xbomb*sinanpha+ybomb*cosanpha 
xbomb1=xbomb1+deltax 
ybomb1=ybomb1+deltay 
command 
ball id ibomb x xbomb1 y ybomb1 rad r2 
end_command 
numbomb=ibomb 
ibomb=ibomb+1 
ybomb=ybomb+2*r2 
end_loop 
xbomb=xbomb+2*r2 
ybomb=ybomb-2*r2 
loop col (1,ncolb) 
xbomb1=xbomb*cosanpha-ybomb*sinanpha 
ybomb1=xbomb*sinanpha+ybomb*cosanpha 
xbomb1=xbomb1+deltax 
ybomb1=ybomb1+deltay 
command 
ball id ibomb x xbomb1 y ybomb1 rad r2 
 181 
end_command 
numbomb=ibomb 
ibomb=ibomb+1 
xbomb=xbomb+2*r2 
end_loop 
xbomb=x1+x0 
ybomb=y1+2*r2 
loop row (1,nrowb) 
xbomb1=xbomb*cosanpha-ybomb*sinanpha 
ybomb1=xbomb*sinanpha+ybomb*cosanpha 
xbomb1=xbomb1+deltax 
ybomb1=ybomb1+deltay 
command 
ball id ibomb x xbomb1 y ybomb1 rad r2 
end_command 
numbomb=ibomb 
ibomb=ibomb+1 
ybomb=ybomb+2*r2 
end_loop 
numbomb=ibomb 
ib=ibomb 
nbomb=numbomb-iPhantu+1 
dens2=P/(nbomb*B*pi*r2^2) 
command 
range name bomb id iPhantu numbomb 
ini xvel vx range bomb 
ini yvel vy range bomb 
end_command 
 182 
end 
def setup2 
command 
prop kn kn2 ks ks2 dens dens2 fric fric2 range bomb 
prop pb_rad 1 pb_kn kn2p pb_ks ks2p pb_nstren keo2 pb_sstren cat2 
damp default local damplocal2 range bomb 
damp default viscous normal dampviscous2 shear dampviscous2 range bomb 
end_command 
end 
def result2 
command 
his ball xpos id ib 
his ball ypos id ib 
his ball angle id ib 
his ball xvel id ib 
his ball yvel id ib 
his ball spin id ib 
his ball xpos id icenter 
his ball ypos id icenter 
end_command 
end 
def diagmuf 
command 
plot his 1 line blue 
plot set title text 'Bieu do luc trung binh chua can bang cua he' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua1.bmp 
 183 
plot hard 
end_command 
end 
def posbombx 
command 
plot his 2 line blue 
plot set title text 'Bieu do vi tri dau dan theo phuong x' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua2.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def posbomby 
command 
plot his 3 line blue 
plot set title text 'Bieu do vi tri dau dan theo phuong y' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua3.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def posbombgoc 
command 
plot his 4 line blue 
plot set title text 'Bieu do goc xoay dau dan' 
plot set back white 
 184 
set plot bmp 
set out ketqua4.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def velbombx 
command 
plot his 5 line blue 
plot set title text 'Bieu do van toc dau dan theo phuong x' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua5.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def velbomby 
command 
plot his 6 line blue 
plot set title text 'Bieu do van toc dau dan theo phuong y' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua6.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def velbombgoc 
command 
plot his 7 line blue 
 185 
plot set title text 'Bieu do van toc goc dau dan' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua7.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def vitriax 
command 
plot his 8 line blue 
plot set title text 'Bieu do chuyen vi nut giua ket cau theo phuong x' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua8.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def vitriay 
command 
plot his 9 line blue 
plot set title text 'Bieu do chuyen vi nut giua ket cau theo phuong y' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua9.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def plotout 
 186 
command 
plot create structure 
plot add ball yellow range ketcau wall blue 
plot add ball blue range bomb 
plot add ball black range boundary1 
plot add ball black range boundary2 
plot show structure 
plot create contact 
plot add ball yellow range ketcau wall blue 
plot add ball blue range bomb 
plot add ball black range boundary1 
plot add ball black range boundary2 
plot add cforce blue 
plot show contact 
plot create parallelbond 
plot add ball yellow range ketcau wall blue 
plot add ball blue range bomb 
plot add ball black range boundary1 
plot add ball black range boundary2 
plot add pbond black 
plot add pforce blue 
plot show parallelbond 
plot add axes green 
end_command 
end 
def deleteball 
while_stepping 
loop bid (ib1,numbomb) 
 187 
bp = find_ball(bid) 
cp = b_clist( bp ) 
loop while cp # null 
if c_ball1(cp) = bp then 
bp_other = c_ball2(cp) 
else 
bp_other = c_ball1(cp) 
end_if 
if c_ball1(cp) = bp then 
cp = c_b1clist(cp) 
else 
cp = c_b2clist(cp) 
end_if 
y1=b_y(bp) 
y2=b_y(bp_other) 
if b_id(bp_other)<=num then 
if y2>y1 then 
b_color(bp_other) = 1 
end_if 
end_if 
end_loop 
end_loop 
end 
init2 
makebomb 
setup2 
result2 
plotout 
 188 
deleteball 
cyc 5000 
plot show 
plot set back white 
plot set title text 'Bom dan xuyen vao cong su (step=5000)' 
set plot bmp 
set out ketcau.bmp 
plot hard 
diagmuf 
posbombx 
posbomby 
posbombgoc 
velbombx 
velbomby 
velbombgoc 
vitriax 
vitriay 
def momen 
command 
plot tab 901 line blue 
plot set title text 'Bieu do mo men mat cat so 1' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua1.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def lucdoc 
 189 
command 
plot tab 902 line blue 
plot set title text 'Bieu do luc doc mat cat so 1' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua2.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def luccat 
command 
plot tab 903 line green 
plot set title text 'Bieu do luc cat mat cat so 1' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua3.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def M 
pt=1 
s=(nrow-1)*ncol+2 
if pt<s 
bp=find_ball(pt) 
cp = b_clist(bp) 
loop while cp # null 
if c_ball1(cp) = bp then 
bp_other = c_ball2(cp) 
 190 
else 
bp_other = c_ball1(cp) 
end_if 
pt1=pt+1 
if b_id(bp_other)=pt1 
pbp=c_pb(cp) 
M=pb_nforce(pbp)*b_y(bp)+pb_mom(pbp) 
N=pb_nforce(pbp) 
Q=pb_sforce(pbp) 
end_if 
if c_ball1(cp) = bp then 
cp = c_b1clist(cp) 
else 
cp = c_b2clist(cp) 
end_if 
end_loop 
else 
M=0 
N=0 
Q=0 
end_if 
end 
def sum1 
xtable(901,num1)=0 
ytable(901,num1)=0 
loop ipt (1,spt1) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(901,cnt)=xtable(1,cnt) 
 191 
ytable(901,cnt)=ytable(901,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 901 name 'Mo men mat cat so 1' 
end_command 
xtable(904,num1)=0 
ytable(904,num1)=0 
loop ipt (spt31,spt4) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(904,cnt)=xtable(spt31,cnt) 
ytable(904,cnt)=ytable(904,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 904 name 'Mo men mat cat so 2' 
end_command 
xtable(907,num1)=0 
ytable(907,num1)=0 
loop ipt (spt61,spt7) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(907,cnt)=xtable(spt61,cnt) 
ytable(907,cnt)=ytable(907,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 907 name 'Mo men mat cat so 3' 
end_command 
 192 
end 
def sum2 
xtable(902,num1)=0 
ytable(902,num1)=0 
loop ipt (spt11,spt2) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(902,cnt)=xtable(spt11,cnt) 
ytable(902,cnt)=ytable(902,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 902 name 'Luc doc mat cat so 1' 
end_command 
xtable(905,num1)=0 
ytable(905,num1)=0 
loop ipt (spt41,spt5) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(905,cnt)=xtable(spt41,cnt) 
ytable(905,cnt)=ytable(905,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 905 name 'Luc doc mat cat so 2' 
end_command 
xtable(908,num1)=0 
ytable(908,num1)=0 
loop ipt (spt71,spt8) 
loop cnt (1,num1) 
 193 
xtable(908,cnt)=xtable(spt71,cnt) 
ytable(908,cnt)=ytable(908,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 908 name 'Luc doc mat cat so 3' 
end_command 
end 
def sum3 
xtable(903,num1)=0 
ytable(903,num1)=0 
loop ipt (spt21,spt3) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(903,cnt)=xtable(spt21,cnt) 
ytable(903,cnt)=ytable(903,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 903 name 'Luc cat mat cat so 1' 
end_command 
xtable(906,num1)=0 
ytable(906,num1)=0 
loop ipt (spt51,spt6) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(906,cnt)=xtable(spt51,cnt) 
ytable(906,cnt)=ytable(906,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
 194 
command 
table 906 name 'Luc cat mat cat so 2' 
end_command 
xtable(909,num1)=0 
ytable(909,num1)=0 
loop ipt (spt81,spt9) 
loop cnt (1,num1) 
xtable(909,cnt)=xtable(spt81,cnt) 
ytable(909,cnt)=ytable(909,cnt)+ytable(ipt,cnt) 
end_loop 
end_loop 
command 
table 909 name 'Luc cat mat cat so 3' 
end_command 
end 
File Hieuchinh.dat 
new 
set random 
set echo off 
set disk 0.15 
set dt max 6.9e-7 
set grav 0 -9.81 
set max_balls 70500 
title 'Hieu chinh vat lieu' 
def inits 
B=0.15 
n_stiffwall=1e20 
s_stiffwall=1e20 
 195 
width=0.15 
height=0.15 
S=width*height 
poros=0.001 
num=91 
rat=1.3 
mult=4 
n0=1-(1- poros)/(mult*mult) 
r0=sqrt(S*(1-n0)/(pi*num)) 
rlo=2*r0/(1+rat) 
rhi=rat*rlo 
width1=width+0.1 
height1=height+0.1 
r1=r0*mult 
dens1=2500 
dens1=dens1/(1-poros) 
E1=2.65e10 
E1=E1*1.0055 
fric1=0.3 
local1=0.05 
viscous1=0.05 
E1c=2.65e10 
E1c=E1c*1.0055 
keo=2.5e6 
keo=keo*4 
cat=2.5e6 
cat=cat*4 
L1=2*r1 
 196 
kn1=2*E1*B 
ks1=kn1/4 
kn1p=E1c/L1 
ks1p=kn1p/4 
nenx=-2.5e7 
neny=-2.5e7 
y_servo=1 
sig_tol=5e-3 
end 
def setup 
command 
prop fric fric1 
prop pb_rad 1 pb_kn kn1p pb_ks ks1p pb_nstren keo pb_sstren cat 
damp default local local1 
damp default viscous normal viscous1 shear viscous1 
end_command 
end 
def set_ini 
weyy_0 = weyy 
wevol_0 = wevol 
end 
def conf 
avxy = wsxx 
devi = -wsyy + avxy ; 1 deviatoric stress 
deax = -weyy + weyy_0 ; 2 axial strain 
devol = wevol - wevol_0 ; 3 volumetric strain 
conf = -avxy ; 4 confining stress 
end 
 197 
def accel_platens 
_niter = _nsteps / _nchunks 
loop _chnk (1,_nchunks) 
if _close = 1 then 
_vel = _chnk*(_vfinal/_nchunks) 
else 
_vel = -_chnk*(_vfinal/_nchunks) 
end_if 
_mvel = -_vel 
command 
wall id 1 yvel= _vel 
wall id 3 yvel= _mvel 
cycle _niter 
end_command 
end_loop 
end 
macro zero 'ini xvel 0 yvel 0 spin 0' 
walladdress 
zero 
iterate 
set_ini 
history id=1 conf 
history id=2 devi 
history id=3 deax 
history id=4 devol 
def vatlieu 
E1=devi/deax 
nhiu1=1-abs(devol)/deax 
 198 
end 
set y_servo=0 
zero 
setup 
set _vfinal= 0.005 
set _nsteps= 2000 
set _nchunks= 80 
set _close= 1 
accel_platens 
cyc 11000 
vatlieu 
zero 
set _close= 0 
accel_platens 
cyc 11000 
zero 
set _close= 1 
accel_platens 
cyc 11000 
plot his 2 vs 3 line blue 
plot set title text 'Bieu do ung suat lech truc va ung suat truc' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ungsuat.bmp 
plot hard 
plot his 4 vs 3 line blue 
plot set title text 'Bieu do tong bien dang va bien dang truc' 
plot set back white; set plot bmp; set out biendang.bmp; plot hard; plotout; 
 199 
PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH 2 
File BandanAK.dat 
new 
set random 
set echo on 
set disk 7.62e-3 
set grav 0 -9.81 
set max_balls 20000 
set dt max 6.9e-7 
title 'Thi nghiem ban dan AK 47 vao tam be tong' 
def init1 
B=7.62e-3 
n_stiffwall=1e20 
s_stiffwall=1e20 
width=0.1 
height=0.5 
S=width*height 
poros=0.001 
num=3500 
rat=4 
mult=2.5 
n0=1-(1- poros)/(mult*mult) 
r0=sqrt(S*(1-n0)/(pi*num)) 
rlo=2*r0/(1+rat) 
rhi=rat*rlo 
width1=width+0.2 
height1=height+0.2 
 200 
r1=r0*mult 
rmin=rlo*mult 
rmax=rhi*mult 
dens1=2500 
dens1=dens1/(1-poros) 
E1=2.90e10 
E1=E1*1.002500010005 
fric1=0.3 
damplocal1=0.05 
dampviscous1=0.05 
E1c=2.90e10 
E1c=E1c*1.00250010005 
keo1=3.0e6 
keo1=keo1*4 
cat1=3.0e6 
cat1=cat1*4 
L1=2*r1 
kn1=2*E1*B 
ks1=kn1/4 
kn1p=E1c/L1 
ks1p=kn1p/4 
sxxreq=-3.0e7 
syyreq=-3.0e7 
y_servo=1 
sig_tol=5e-3 
r3=0.0025 
end 
init1 
 201 
makewall 
makestructure 
getporos 
result1 
cyc 2000 
macro zero 'ini xvel 0 yvel 0 spin 0' 
walladdress 
zero 
iterate 
newwall 
deletefloat 
makeboundary 
setup1 
del wall 1 2 3 4 
fix x y spin range boundary1 
fix x y spin range boundary2 
def init2 
r2=0.001 
ncolb=4 
ncolb2=5 
P=7.97e-3 
E2=2.10e11 
fric2=0.42 
damplocal2=0.15 
dampviscous2=0 
E2c=2.10e11 
keo2=35e15 
cat2=35e15 
 202 
L2=2*r2 
kn2=2*E2*B 
ks2=kn2 
kn2p=E2c/L2 
ks2p=kn2p 
end 
def makebomb 
ib=iPhantu 
ibomb=iPhantu 
xbomb=xw2+r2 
ybomb=yw1+(yw2-yw1)/2 -r1 
loop col (1,ncolb) 
ybomb1=ybomb-(col+1)*r2 
loop row (1,col) 
command 
ball id ibomb x xbomb y ybomb1 rad r2 
end_command 
numbomb=ibomb 
ibomb=ibomb+1 
ybomb1=ybomb1+2*r2 
end_loop 
xbomb=xbomb+2*r2*sin(degrad*60) 
xbomb1=xbomb-2*r2*sin(degrad*60) 
end_loop 
ybomb=ybomb+r2 
xbomb=xbomb1+2*r2 
loop col (1,ncolb2) 
ybomb1=ybomb 
 203 
loop row (1,ncolb) 
command 
ball id ibomb x xbomb y ybomb1 rad r2 
end_command 
numbomb=ibomb 
ibomb=ibomb+1 
ybomb1=ybomb1-2*r2 
end_loop 
xbomb=xbomb+2*r2 
end_loop 
numbomb=ibomb 
nbomb=numbomb-ib 
dens2=P/(nbomb*B*pi*r2^2) 
command 
range name bomb id ib numbomb 
ini xvel -715 range bomb 
end_command 
end 
def setup2 
command 
prop kn kn2 ks ks2 dens dens2 fric fric2 range bomb 
prop pb_rad 1 pb_kn kn2p pb_ks ks2p pb_nstren keo2 pb_sstren cat2 range 
bomb 
damp default local damplocal2 range bomb 
damp default viscous normal dampviscous2 shear dampviscous2 range bomb 
end_command 
end 
def diagmuf 
 204 
command 
plot his 1 line blue 
plot set title text 'Bieu do luc trung binh chua can bang cua he' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua1.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def posbombx 
command 
plot his 2 line blue 
plot set title text 'Bieu do vi tri dau dan theo phuong x' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua2.bmp 
plot hard 
end_command 
end 
def velbombx 
command 
plot his 3 line blue 
plot set title text 'Bieu do van toc dau dan theo phuong x' 
plot set back white 
set plot bmp 
set out ketqua3.bmp 
plot hard 
end_command 
 205 
end 
init2 
makebomb 
setup2 
result2 
plotout 
deleteball 
cyc 5000 
plot show 
 206 
MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM BẮN 
Hình 1. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 1 
Hình 2. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 2 
Hình 3. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 3 
 207 
Hình 4. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 4 
Hình 5. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 5 
Hình 6. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 6 
 208 
Hình 7. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 7 
Hình 8. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 8 
Hình 9. Kết quả đo chiều sâu xuyên lần 9