Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Email*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Email*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X

Разрушение элементов конструкций при высокоскоростном взаимодействии с ударником и группой тел

 

Зелепугин Сергей Алексеевич

Разрушение элементов конструкций при высокоскоростном взаимодействии с ударником и группой тел

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико - математических наук. Томск - 2003

Диссертация | 2003 | Россия | pdf | 10.05 Мб

Для получения возможности доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

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.

Содержание

Введение 4
1. Система основных уравнений и соотношения метода конечных элементов для численного решения проблем высокоскоростного удара. Задача Тейлора 12
1.1. Система уравнений для описания нестационарных адиабатических движений упругопластической среды с учетом разрушения
и тепловых эффектов 12
1.2. Конечно-разностные соотношения метода конечных элементов для
численного решения пространственных задач высокоскоростного соударения деформируемых твердых тел 17
1.3. Трехмерный расчет взаимодействия цилиндрических тел с жесткой стенкой 31
2. Имитационная модель разрушения эрозионного типа в задачах высокоскоростного взаимодействия деформируемых твердых тел 45
2.1. Проникание удлиненных ударников в массивные преграды 52
2.2. Влияние форм ударника и его прочностных характеристик на проникание в пластину и разрушение 55
2.3. Влияние тепловых эффектов на процесс высокоскоростного пробивания пластины из фторполимера 64
2.4. Высокоскоростное ортогональное резание металлов инструментом из СТМ с учетом разрушения и температурных эффектов 72
3. Разрушение керамических преград при взаимодействии с ударником и группой тел в диапазоне скоростей встречи 100 - 4000 м/с 80
3.1. Моделирование поведения керамических преград на основе оксида алюминия в широком диапазоне скоростей нагружения 80
3.2. Формирование устойчивых вихревых структур в керамических - пластинах на стадии предразрушения 88
3.3. Особенности разрушения керамических преград конечной толщины стальными ударниками в диапазоне скоростей удара 600 - 4000 м/с 95
3.4. Разрушение керамической пластины при последовательном нагружении группой из двух идентичных тел 103
4. Удар под углом группы из двух частиц по преграде конечной толщины 119
4.1. Синхронный удар двух частиц по пластине при углах подхода обеих частиц 15° и 30° 120
* 4.2. Синхронное контактирование с пластиной двух сходящихся частиц при углах подхода обеих частиц 15° и 30° 129
4.3. Синхронное взаимодействие двух частиц с пластиной при движении обеих частиц под углом 60° в одном направлении 133
4.4. Разновременный удар двух частиц, движущихся под углом 60° в одном направлении 139
4.5. Разновременный удар двух сходящихся частиц 151
5. Численное моделирование в трехмерной постановке удара группы высокоскоростных частиц по преграде 159
5.1. Моделирование процессов соударения высокоскоростных частиц с преградами различных типов 160
5.2. Синхронный удар группы высокоскоростных частиц по нормали к преграде 181
5.3. Взаимодействие группы частиц с преградой при ударе под углом 194
Заключение 204
Список использованных источников 208
Приложение 231

Диссертация | 2003 | Россия | pdf | 10.05 Мб

Для получения возможности доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Разрушение элементов конструкций при высокоскоростном взаимодействии с ударником и группой тел

релевантные научные источники:

Другие источники по дисциплине Механика деформируемого твердого тела: