1
УДК 531.3:536.66
Возможности моделирования проникания тел
в грунтовые среды
© В.А. Велданов, А.Ю. Даурских, А.С. Карнейчик, М.А. Максимов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрены критерии моделирования проникания тел в грунтовые среды. Пока-
зано влияние масштабного фактора на глубину проникания и испытываемые пере-
грузки. Приведены результаты экспериментального и численного исследования
процесса высокоскоростного проникания ударников в песок. Экспериментально и с
помощью численных расчетов исследовано влияние формы кавитатора в головной
части ударника на характер взаимодействия с преградой.
Ключевые слова:
ударник, преграда, песок, грунт, проникание, баллистическая
установка, кавитатор, кавитационная полость, высокоскоростное проникание.
В настоящее время одним из возможных способов изучения
свойств грунтов Земли и других планет является использование зон-
дирующих устройств — пенетраторов, содержащих в качестве по-
лезной нагрузки приборный отсек с аппаратурой для определения
физико-механических свойств грунтов и кинематических характери-
стик проникания. Необходимым условием функционирования пене-
траторов является проникание на значительные глубины, сопровож-
даемое большими перегрузками, превосходящими допустимые для
приборного отсека значения. Возможным путем снижения перегру-
зок при высоких скоростях взаимодействия является выполнение ка-
витатора в вершине головной части проникающего модуля, обеспе-
чивающего образование кавитационной полости и уменьшение зоны
контакта модуля с грунтом [1]. При разработке подобных пенетрато-
ров большое значение имеют вопросы экспериментального и числен-
ного моделирования таких процессов.
При выборе толщин модельных преград из грунта и горных по-
род при значительном уменьшении (в 8–15 раз) характерных разме-
ров моделей ударников относительно натурных изделий необходимо
учитывать масштабный эффект. Его проявление состоит в увеличе-
нии [2] удельного сопротивления (давления) со стороны преграды в
модельном эксперименте при тех же скоростях взаимодействия, что и
в натурном эксперименте. Теоретическое изучение масштабного эф-
фекта в широком диапазоне изменения условий взаимодействия и
физико-механических свойств материалов преград представляет
серьезную проблему и в настоящее время построение законченной
