Расчет прочности защитных конструкций на действие высокоскоростных ударников

• Автор: Архипов, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО УДАРА
1.1 Математическая модель пористой упругопластической среды
1.1.1 Уравнения состояния матричного материала
1.1.2 Уравнения, описывающие процессы затекания пор в условиях ударно-волнового нагружения
1.1.3 Моделирование динамического разрушения пластичных и хрупких материалов
1.2 Начальные и граничные условия; метод решения
1.3 Краткие выводы по первой главе
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ СЛОЙ МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА ТИТАНА И КАРБИДА БОРА, НА ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ УДАР
2.1 Некоторые свойства металлокерамики НВ2 + В4С
2.2 Исследование защитных свойств конструкций, содержащих слой
металлокерамики ПВ2 + В4С
2.3 Краткие выводы по главе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ИНИЦИИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕВЫХ УДАРНИКОВ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ НАКЛОННОМ СОУДАРЕНИИ С ЭКРАНИРОВАННЫМ ВВ
3.1 Влияние скорости взаимодействия ударника с экранированным ВВ на
процесс инициирования детонации
3.2 Влияние материала ударника на процесс инициирования детонации
3.3 Поведение составных ударников при взаимодействии с экранной защитой заряда В В
3.4 Исследование методом компьютерного моделирования процессов ударного взаимодействия стального стержня с экранной защитой второго типа
3.5 Краткие выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Акт о внедрении в учебный процесс
Акт о внедрении в НИИ ПММ ТГУ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. При проектировании новых образцов авиационно-космической техники возникает необходимость в создании методов расчета напряженно-деформированного состояния и разрушения в конструкционных материалах, подвергающихся в процессе эксплуатации высокоскоростному ударному или взрывному нагружениям [1-7, 93, 112, 150]. Кроме того, существует проблема расчета динамического разрушения в технологических процессах высокоскоростной обработки металлов, сварке взрывом, взрывной штамповке, получении новых материалов в условиях взрывного нагружения [8-14, 118, 141]. Многочисленные приложения находит задача о высокоскоростном ударе в физике высоких давлений [15], астрофизике [16, 17], строительстве [18-23].
Актуальность таких разработок обусловлена, прежде всего тем обстоятельством, что при проектировании надежных и экономичных конструкций необходимо глубоко понимать поведение конструкционных материалов и изделий из них в условиях интенсивного импульсного нагружения в самых разнообразных ситуациях.
Природа явления высокоскоростного удара очень сложна. Соударение двух тел сопровождаются различными процессами, возникновение и относительная роль которых зависит от геометрических размеров взаимодействующих тел, физико-механических характеристик материалов, и что более существенно, от скорости удара. По характеру явлений, сопровождающих ударное взаимодействие твердых тел, скорости удара можно условно разделить на три интервала [24]: «низкие» М0 «1, «средние» М0 <0,75 и «высокие» М0 >0,75, где М0 - число Маха, вычисленное по скорости удара и скорости звука в мишени (М0 = VQ/с,), где V0 — скорость удара, с0 — объемная скорость звука). Деформирование в области «низких» скоростей происходит в пределах упругости. В области «высоких» скоростей существенно отклонение от линейного закона сжимаемости и нелинейная область фазовых переходов. В начальной стадии высо-
При выводе уравнения пренебрегалось упругой и упругопластической стадиями затекания поры, то есть рассматривается процесс, когда весь материал вокруг нее находится в пластическом состоянии.
Уравнение (1.18) используется для определения а при условии
в противном случае = 0 .
Непосредственное использование уравнений (1.17) и (1.18) требует малых шагов интегрирования по времени. Поэтому в расчетах вместо уравнений (1.17)- (1.18) использовались уравнения для определения параметра а при уплотнении пористого материала в виде
Таким образом, на каждом временном слое параметр а определяется из решения задачи о равновесии одиночной сферической поры под действием образующегося при нагружении давления.
Для уравнения состояния матричного материала (1.15) уравнения (1.19) —
(1.20) принимают вид:

(1.19)
или для гранулированного пористого материала
(1.20)