Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Герасимов А.В.   Пашков С.В.   Христенко Ю.Ф.  

Экспериментально-теоретическое исследование соударения компактных элементов с различными типами преград

Докладчик: Герасимов А.В.

     Проблема защиты летательных аппаратов и наземных конструкций от соударения с высокоскоростными ударниками приобретает в настоящее время особое значение в связи с увеличивающейся скоростью соударения указанных объектов, что повышает вероятность их пробития, разрушения и нарушения нормального функционирования. Для защиты конструкций используются различные виды преград, которые позволяют поглотить энергию удара в ходе деформирования, разрушения и фрагментации высокоскоростного элемента и используемой преграды. В качестве защиты в работе рассматриваются слоистые, разнесенные и сеточные пластины из различных материалов. Для решения этой задачи необходим надежный и достаточно универсальный метод, позволяющий адекватно воспроизводить процессы, протекающие в твердых телах при высокоскоростном соударении. Поэтому для расчета упругопластических течений используется методика, реализованная на тетраэдрических ячейках и базирующаяся на совместном использовании метода Уилкинса для расчета внутренних точек тела и метода Джонсона для расчета контактных взаимодействий. Естественная гетерогенность структуры материала пластин и высокоскоростных ударников, влияющая на распределение физико-механических характеристик материала, является одним из существенных факторов, определяющих характер разрушения реальных материалов. Учет данного фактора в уравнениях механики деформируемого твердого тела возможен при использовании случайного распределения начальных отклонений прочностных свойств от номинального значения (моделирование начальных дефектных структур материала). В качестве критерия разрушения при интенсивных сдвиговых деформациях используется достижение эквивалентной пластической деформацией своего предельного значения. Начальные неоднородности структуры моделировались распределением предельной эквивалентной пластической деформации по ячейкам расчетной области с помощью модифицированного генератора случайных чисел, выдающего случайную величину, подчиняющуюся выбранному закону распределения.
      Экспериментальное изучение особенностей высокоскоростного столкновения ударников с различными типами защиты при скоростях (2,5 – 5) км/с проводилось на легкогазовых двухступенчатых установках. Полученные экспериментальные данные использовались для проверки адекватности предложенных математических моделей и численных методик.