Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

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

Косолапов Д.В.  

Численное исследование задачи о продольном ударе по призматическому стержню

     К настоящему времени аналитическое выражение ударных импульсов получено для нескольких бойков идеализированных форм. Математические трудности не позволяют получить аналитическое решение для бойков сложной конфигурации машин ударного действия. Однако, имеющиеся аналитические решения оказываются крайне полезными для оценки точности решений и возможностей численного моделирования.
      В данном случае рассматривается учитывающее продольные колебания стержня решение Сен-Венана и Буссинеска для стержня, закрепленного на одном конце и испытывающего продольный удар по другому концу.
      Выполнена оценка возможностей применения этой модели продольного удара к деталям пневмоударников реальной конфигурации, а также возможности воспроизведения численными методами расчетной схемы, реализуемой в этой модели.
      В качестве прототипа модельной задачи рассмотрена задача о соударении бойка и коронки пневмоударника, для которой возможны несколько уровней идеализации.
      Анализ данных по проведенным сериям вычислительных экспериментов в сравнении с результатами расчетов по модели Сен-Венана-Буссинеска показывает, что уменьшение потерь энергии на упругое деформирование бойка приводит к увеличению максимальных сжимающих напряжений в закрепленном торце мишени. При этом изменять потери энергии указанным путем удается в ограниченном диапазоне длин бойка и жесткости его материала. Вследствие этого не удается достичь уровня напряжений, предсказываемых моделью Сен-Венана-Буссинеска. При различных параметрах расчетной схемы численные результаты оказываются меньше теоретических значений.
      Таким образом, исследованная волновая модель продольного удара по призматическому стержню не учитывает ряд факторов, оказывающих существенное влияние на напряженно-деформированное состояние деталей пневмоударников. Поэтому теоретические значения напряжений оказываются всегда завышенными по сравнению с численными результатами. В связи с этим теоретические значения напряжений в соответствии с волновой моделью Сен-Венана-Буссинеска можно считать верхней границей диапазона напряжений для конкретных значений соотношения масс коронки и бойка и предударной скорости последнего.

Файл тезисов: Kosolapov.doc
Файл с полным текстом: Kosolapov.pdf


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск