01.02.04 - механика деформируемого твердого тела. Широкомасштабные исследования процессов высокоскоростного взаимодействия деформируемых твердых тел экспериментального, аналитического, численного характера в подавляющем большинстве ограничены изучением соударения одиночных тел с преградами различных, в том числе достаточно сложных, типов [1 - 30]. Как в экспериментальном, так и в теоретическом плане проблемам удара группы тел по преграде и изучению особенностей их коллективного воздействия до сих пор уделялось крайне мало внимания [31 - 36]. Такое положение объективно объясняется сложностью процесса группового удара для моделирования и изучения. В экспериментах трудно реализовать управляемое метание группы тел с требуемым распределением скоростей тел по величине и направлению, расстояний между ними по фронту и глубине группы, обеспечить регистрацию параметров тел при подлете к преграде и в ходе взаимодействия с ней [34, 37 - 40]. Для адекватного численного моделирования требуется проведение расчетов в трехмерной постановке, что сдерживается сложностью численных моделей, методик и недостаточной для данного случая производительностью вычислительной техники [41 - 44]. Вместе с тем коллективное воздействие на преграду группы частиц различного размера и формы на практике реализуется в большинстве процессов высокоскоростного удара. Это может быть вторичный удар группы осколков, образовавшихся в запреградном пространстве после первичного удара. Групповым может быть и первичный удар. К последнему можно отнести случай сверхглубокого проникания при воздействии на преграду потока высокоскоростных микрочастиц [45 - 47]. Ряд исследований, проведенных в последние годы [35, 36, 48 - 51], продемонстрировал существенное влияние коллективного действия группы частиц на конечный результат соударения. В [35] показано, что для скорости удара, заведомо меньшей величины, необходимой для пробития преграды одиночным телом, при ударе группы тел возможно пробитие преграды за счет интерференции волн разгрузки. В [36] исходный стержень разделялся на идентичные сегменты (до 8 сегментов) и было установлено, что если разнесение сегментов достаточно для интерференции волн и взаимовлияния, то уровень разрушений в преграде существенно возрастает. В [48, 49] коллективное действие группы частиц инициирует детонацию взрывчатых веществ в условиях, когда каждая одиночная частица детонацию не вызывает. В [50, 51] продемонстрировано формирование в пластине при групповом ударе областей лицевых и тыльных откольных повреждений эллиптического вида, обусловленного взаимным влиянием ударников. Приведенные примеры однозначно показывают существенное влияние коллективного фактора при групповом ударе и вместе с тем демонстрируют, что подобные процессы и явления мало изучены. Таким образом, актуальность исследований поведения материалов при воздействии группы высокоскоростных тел обусловлена потребностью в знаниях о деформировании и разрушении материалов в подобных условиях, о неисследованных ранее эффектах и явлениях при ударно-волновом нагружении группой тел. Цель работы - исследование деформирования и разрушения преград конечной толщины при высокоскоростном взаимодействии с ними ударника и группы тел методами численного моделирования; создание численных методик для исследования и прогнозирования разрушения преград с учетом взаимного влияния группы тел при ударе. |