Аннотации:
Высокоскоростное ударное нагружение твердых тел находит широкое применение в технике, промышленности, военном деле. При рассмотрении данного процесса
главной задачей является изучение степени разрушения и фрагментации взаимодействующих твердых тел на основе расчета и анализа напряженно-деформированного
состояния. Основными прикладными задачами исследований являются: разрушение
и фрагментация преграды, вид разрушения, процессы откольного разрушения, величины перегрузок, интегральные силы сопротивления внедрению, конечные глубины
проникновения, скорости при сквозном разрушении твердых тел, исследования влияния армирования на процессы разрушения, конфигурации зоны ударного взаимодействия, движения твердого тела в преграде и запреградном пространстве. Анализ экспериментальных данных показывает, что с изменением параметров ударяющего тела и
свойств преграды, существенно меняются механизмы разрушения. Поэтому моделирование данных процессов является весьма актуальной задачей. Моделирование процессов проникновения и разрушения, как правило, выполняется, вследствие их сложности
и взаимосвязанности, численными методами, методом конечных элементов и методом
гладких (сглаженных) частиц.
В работе описывается методология процессов взаимодействия снаряда с преградой. Математическая модель взаимодействия включает в себя законы сохранения массы, импульса и энергии, уравнения состояния вещества, модели напряженно-
деформируемых состояний материалов. Численная модель основывается на аппроксимации основных законов сохранения явными уравнениями Эйлера. Взаимодействующие тела рассматриваются как совокупность частиц, обладающих определенными
физико-механическими свойствами. Данная модель получила название метода сглаженных частиц SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) и широко используется при
интенсивном динамическом нагружении тел, когда имеет место существенное изменение топологии моделируемых объектов. Приводятся результаты моделирования твердых тел. High-speed impact loading of solids is widely used in engineering, industry, military
affairs. In considering of this process the main problem is to study the level of destruction
and fragmentation of interacting solids based on the calculation and analysis of stress-strain
state. The destruction and fragmentation of obstacles, failure mode, the processes of spall
fracture, the value of overload, integral resistance force introduction, the final depth of
penetration rate in through the destruction of solids, studies of the effect of reinforcing the
processes of destruction zone configuration shock interaction, movement solid in the barrier
and free space are the main applied objectives of the study. The analysis of experimental
data shows that the mechanisms of destruction are significantly change with variation in the
parameters of the impacting body and barrier properties. Therefore, the simulation of these
processes is a topical problem. The simulation of processes of penetration and destruction
is usually performed using numerical methods: finite element method, and the method of
smooth (antialiased) particles because of their complexity and interconnectedness.
The paper describes the methodology of the processes of dynamic interaction of
solids. A mathematical model of the interaction includes the laws of conservation of mass,
momentum and energy equations of state, the model of the stress-strain state of the
materials. The numerical model is based on an approximation of the fundamental laws
of conservation of explicit Euler equations. Interacting bodies are considered as a collection
of particles with certain physical and mechanical properties. This model is called a smoothed
particle hydrodynamics(SPH) method and is widely used in intensive dynamic loading of
bodies, where there is a significant change in the topology of modeled objects
Описание:
Алексей Матвеевич Липанов, доктор технических наук, академик, Председатель Президиума, Удмуртский научный центр УрО РАН (г. Ижевск, Российская Федерация), lipanov@udman.ru.
Александр Васильевич Вахрушев, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией ≪Механика наноструктур≫, Институт механики УрО РАН, заведующий кафедрой ≪Нанотехнологии и микросистемная техника≫, Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова (г. Ижевск, Российская Федерация), vakhrushev-a@yandex.ru.
Алексей Юрьевич Федотов, кандидат физико-математических наук, доцент, старший
научный сотрудник, лаборатория ≪Механика наноструктур≫, Институт механики УрО РАН (г. Ижевск, Российская Федерация), alezfed@gmail.com. A.M. Lipanov, Udmurt Scientific Center, Ural Branch of RAS, Izhevsk, Russian Federation,
lipanov@udman.ru,
A.V. Vakhrouchev, Institute of Mechanics, Ural Branch of RAS, Kalashnikov Izhevsk State
Technical University, Izhevsk, Russian Federation, vakhrushev-a@yandex.ru,
A.Yu. Fedotov, Institute of Mechanics, Ural Branch of RAS, Izhevsk, Russian Federation,
alezfed@gmail.com