Моделирование динамических процессов деформирования гибких тканевых …
1
УДК 539.3
Моделирование динамических
процессов деформирования
гибких тканевых композиционных материалов
Ю.И. Димитриенко, И.Д. Димитриенко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Предложена математическая модель деформирования гибких композиционных
материалов на основе арамидных тканей при ударно-волновых воздействиях. Мо-
дель учитывает особенности деформационных характеристик этого класса ком-
позитных материалов: способность деформироваться без разрушения при конеч-
ных значениях деформаций, существенное различие диаграмм деформирования при
растяжении и сжатии, зависимость этих диаграмм от скорости нагружения,
наличие псевдопластических свойств материалов, обусловленных вытягиванием
нитей из ткани, и другие. Сформулирована постановка задачи динамического де-
формирования гибких броневых материалов, для ее решения в двумерной поста-
новке применен метод ленточных адаптивных сеток. Приведен пример численного
решения задачи о высокоскоростном воздействии ударника на гибкий броневой
материал, проанализированы некоторые специфические эффекты деформирова-
ния материалов данного класса.
Ключевые слова:
динамические процессы, гибкие тканевые композиты, численное
моделирование, разрушение, броневые материалы.
Введение.
Гибкие броневые композитные материалы (ГБКМ) на
основе арамидных тканей при ударных воздействиях проявляют спе-
цифические физико-механические свойства в области деформирова-
ния и разрушения. Ниже перечислены основные особенности меха-
нических свойств ГБКМ.
Деформирование тканей в составе ГБКМ при растяжении по ос-
нове и утку обусловлено распрямлением волокон в тканях, в исход-
ном состоянии находящихся в искривленном положении, является
нелинейно-упругим (обратимым, без пластических деформаций).
Деформирование тканей в составе ГБКМ при сжатии по основе и ут-
ку связано с потерей устойчивости волокон в тканях, вследствие чего
волокна деформируются практически без сопротивления, однако из-
за переплетения волокон в ткани и их взаимного сцепления неболь-
шое упругое сопротивление сжатию ГБКМ все же оказывают. По до-
стижении определенного значения деформации сжатия становятся
необратимыми — после снятия нагрузки в материале остаются боль-
шие пластические деформации. Эффект появления остаточных де-
