О моделировании поведения пористых материалов в элементах многослойных конструкций …
1
УДК 629.7.015.4:537.591
О моделировании поведения пористых материалов
в элементах многослойных конструкций
при кратковременных нагрузках
© Т.А. Бутина, В.М. Дубровин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Предложена модель поведения пористого материала при интенсивном нагруже-
нии. Рассмотрено влияние наличия пористых материалов в многослойных оболоч-
ках на напряженно-деформированное состояние при действии кратковременного
механического импульса.
Ключевые слова
:
динамическое нагружение, напряженно-деформированное состо-
яние, пористые материалы, фронт ударной волны.
Введение.
В современной технике важное место занимает про-
блема надежности и прочности многослойных конструкций и их эле-
ментов при воздействии интенсивных кратковременных нагрузок,
которое характеризуется резким возрастанием нагрузок, их интен-
сивностью и коротким временем действия. В результате образуются
ударные волны (волны напряжения), взаимодействие которых приво-
дит к перераспределению поля напряжений и деформаций.
Современные конструкции являются, как правило, многослой-
ными, причем материалы слоев могут сильно отличаться по своим
физико-механическим свойствам. Сложное взаимодействие ударных
волн нередко приводит к внезапному отказу изделия, вызванному от-
колами, расслоениями, разрушением материалов.
Очевидно, что обеспечение стойкости и работоспособности кон-
струкций представляет собой важнейшую задачу. В связи с тем, что
экспериментальная отработка прочности и надежности изделия явля-
ется сложной технической задачей, важную роль в обеспечении стой-
кости и работоспособности изделия играет моделирование протекаю-
щих процессов, кроме того, надежность конструкций во многом опре-
деляется правильным выбором материалов.
В настоящее время широкое применение находят пористые мате-
риалы, они по своей структуре могут быть различными: грунты, по-
рошки, волокнистые материалы, материалы с внутренними пустотами
и т. д. Материалы являются пористыми либо в естественном состоя-
нии, либо в силу технологических особенностей, они имеют участки
сплошного вещества (материала костяка) и пустоты. Поэтому средняя
плотность пористого материала меньше материала костяка, а удель-
ный объем больше, чем сплошного.
