Экспериментальное изучение процессов проникания осесимметричных тел в мягкие грунтовые среды

• Автор: Баландин, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 152 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Экспериментальные методы исследования процессов взаимодействия твердых тел с преградами
1.1. Методы разгона
1.2. Методы измерения скорости полета ударников
1.3. Методы регистрации параметров взаимодействия ударников с преградами
1.3.1. Прямые методы регистрации процессов взаимодействия ударников с преградами
1.3.2. Методы измерения параметров взаимодействия в обращенных экспериментах
1.4. Некоторые экспериментальные и теоретические результаты исследований проникания ударников в грунтовые среды
1.5. Выводы по главе
Глава 2. Экспериментально-измерительный комплекс для исследования процессов взаимодействия ударников с различными преградами
2.1.Методика высокоскоростной фоторегистрации процессов взаимодействия в прямых экспериментах
2.1.1.Газовая пушка
2.1.2. Методика регистрации процесса ударного взаимодействия с использованием высокоскоростной кинорегистрации
2.1.3 Обработка кинограмм процессов взаимодействия ударников с преградами
2.1.4 Погрешности обработки кинограмм
2.1.5. Определения интегральных нагрузок, действующих на ударник при
нормальном ударе по зависимостям «время - глубина внедрения»
2.1.6 Анализ погрешностей определения коэффициента сопротивления
2.1.7.Численный анализ методики измерения интегральных нагрузок в прямых экспериментах
2.2. Методика измерения интегральных нагрузок в обращенных экспериментах
2.2.1. Измерение интегральных нагрузок с помощью мерного стержня
2.2.2. Определение ошибок измерения интегральных сил в обращенных экспериментах
2.2.3.Постановка задачи вычислительного эксперимента
2.3. Выводы но главе
Г лава 3. Основные закономерности проникания твердых тел в мягкие грунты
3.1. Исследование процессов взаимодействия ударников с преградой из песка в прямых экспериментах
3.1.1. Условия проведения экспериментов
3.1.2. Некоторые особенности процесса проникания для различных ударников
3.1.3. Зависимости глубина проникания - время
3.1.4. Определение коэффициента сопротивления Сх на квазистационарном участке внедрения
3.2. Результаты измерений интегральных нагрузок в обращенных экспериментах
3.2.1. Взаимодействие цилиндрических ударников с песчаной мишенью
3.2.2 Проникание в сухой песок полусферических ударников
3.2.3. Влияние гранулометрического состава песка на сопротивление внедрению.
3.2.4 Исследование процессов проникания полусферических ударников в водонасыщенные грунты
3.2.5. Проникание конических оголовков в сухой песок
3.2.6. Анализ проникания в пластилин полусферических ударников
3.2.7. Проникание конических оголовков в мишени из пластилина
3.3.Сравнение результатов прямых и обращенных экспериментов
3.4. Выводы по главе
Основные результаты и выводы по работе
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Важность изучения явлений соударения и проникания вполне очевидна. Традиционно изучение этих проблем является актуальным в связи с запросами военной техники. Однако в последние годы интерес к проблеме ударного взаимодействия твердых тел чрезвычайно возрос, в связи с участившимися террористическими актами и техногенными катастрофами, в результате которых население, обслуживающий персонал опасных производств, здания, сооружения и отдельные части оборудования подвергаются ударным воздействиям.
Ударное взаимодействие характеризуется сложными по своей физической природе процессами, сопровождающимися целым рядом различных явлений: образованием упругих, упруго-пластических, ударных волн, волн разгрузки, фазовыми превращениями, разрушением и сильным формоизменением соударяющихся тел и сред, кратерообразованием и т.д. Для решения этих проблем используются аналитические и численные методы прикладной математики и методы экспериментальной механики деформируемого твердого тела. На сегодняшний день имеется достаточно хорошо изученный класс задач явлений удара, для которых получены основополагающие экспериментальные результаты, выполнены аналитические и численные решения.
Большой вклад в развитие современных методов и средств для исследования проблем динамики удара внесли такие известные ученые нашей страны, как Л.В.Альтшуллер, Н.Н.Давиденков, Ф.Ф.Витман, Н.А.Златин, А.А.Ильюшин,
В.А.Степанов, Г.В.Степанов, С.А.Новиков и другие, а также зарубежные ученые А.Браун, Дж.Дафи, Р. Дэвис, Ж. Дювал, Р.Грэхем, Д.Кларк, Г.Кольский, Дж.Кэмпбелл, М.Форрестол, Г.Ховер и другие.
Однако, вследствие сложности физической природы явлений удара, а также ввиду большого разнообразия различных по своей физической природе материалов, которые участвуют в процессе соударения, отсутствуют единые представления
охранение при изучении процессов проникания получили камеры с оптикомеханическим разделением по кадрам типа ЖЛВ-2, ВСК-5, ВСК-6 и др.
В обращенных экспериментах наиболее часто используются метод мерного стержня с использованием тензометрии и методику прямого измерения ускорения с помощью кварцевых акселерометров. Однако при изучении процессов осесимметричного взаимодействия с фунтовыми средами при относительно низких скоростях удара (до 500 м/с) метод мерного стержня является более предпочтительным потому, что акселерометры в каждом эксперименте разрушаются, а хорошие акселерометры достаточно дороги, к тому же для акселерометров требуется согласующая аппаратура.
Анализ имеющихся экспериментальных и теоретических результатов исследования проникания твердых тел в грунтовые среды показал, что имеющихся экспериментальных данных явно недостаточно. Проведенные экспериментальные исследования были в основном направлены на получение эмпирических зависимостей глубины проникания от скорости удара и изучение интегральных сил сопротивления на квазистационарном участке внедрения снарядов простой формы. Отмечен явный недостаток опытных данных по силам сопротивления на нестационарной стадии внедрения в зависимости от скорости удара, геометрической формы ударников, от типов грунтов.