Моделирование динамических процессов деформирования гибких тканевых композиционных материалов
Авторы: Димитриенко Ю.И., Димитриенко И.Д.
Опубликовано в выпуске: #5(29)/2014
DOI: 10.18698/2308-6033-2014-5-1236
Раздел: Математическое моделирование | Рубрика: Моделирование в науке о материалах
Предложена математическая модель деформирования гибких композиционных материалов на основе арамидных тканей при ударно-волновых воздействиях. Модель учитывает особенности деформационных характеристик этого класса композитных материалов: способность деформироваться без разрушения при конечных 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 деформирования гибких броневых материалов, для ее решения в двумерной постановке применен метод ленточных адаптивных сеток. Приведен пример численного решения задачи о высокоскоростном воздействии ударника на гибкий броневой материал, проанализированы некоторые специфические эффекты деформирования материалов данного класса.
Литература
[1] Харченко Е.Ф., Ермоленко А.Ф. Композитные, текстильные и комбинированные бронематериалы. Москва, ОАО ЦНИИСМ, 2013, 294 с.
[2] Материалы и защитные структуры для локального и индивидуального бронирования / В.А. Григорян, И.Ф. Кобылкин, В.М. Миринин, Е.Н. Чистяков. Григорян В. А. ред. Москва, Изд-во РадиоСофт, 2008, 406 с.
[3] Zhu D., Mobaster B., Rajan S.D. Dynamic testing of Kevlar-49 fabric. Journal ofMaterials in Civil Engineering, 2011, vol. 23, pp. 230-239
[4] Tan V.B., Zeng X.S., Shim V.P.W. Characterization and constitutive modeling of aramid fibers at high strain rates. International Journal of Impact Engineering, 2008, vol. 35, № 1, pp. 1303-1313
[5] Koh C.P., Shim V.P.W., Tan V.B.C., Tan B.L. Response of a high-strength flexible laminate to dynamic tension. International Journal o/ Impact Engineering, 2008, vol. 35, pp. 559-568
[6] Shim V.P.W., Lim C.T., Foo K.J. Dynamic mechanical properties of fabric armor // International Journal ofImpact Engineering, 2001, vol. 25, pp. 1-15
[7] Lee Y.S., Wetzel E.D., Erges R.G., Wagner N.J. The ballistic impact characteristics of Kevlar woven fabrics impregnated with a colloidal shear thickening fluid. Journal ofMaterials Science, 2003, vol. 3, pp. 2825-2833
[8] Mossakovsky P.A.,Bragov A.M., Kolotnikov M.E., Antonov F.K. Investigation of shear thickening fluid dynamic properties and its influence on the impact resistance of multilayered fabric composite barrier. 11-th LS-DYNA users Conference-2010
[9] Димитриенко Ю.И. Анизотропная теория конечных упругопластических деформаций. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2003, № 2, с. 47-61
[10] Димитриенко Ю.И., Дзагания А.Ю., Беленовская Ю.В., Воронцова М.А. Численное моделирование проникания ударников в анизотропные упругопластические преграды. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2008, № 4, с. 100-117
[11] Димитриенко Ю.И. Нелинейная механика сплошной среды. Москва, Физматлит, 2009, 610 с.
[12] Dimitrienko Yu.I. Nonlinear Continuum Mechanics and Large Inelastic Deformations. Springer, 2010, 722 p.
[13] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т. 2. Универсальные законы механики и электродинамики сплошных сред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 560 с.
[14] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т. 4. Основы механики твердых сред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, 624 с.
[15] Кондауров В.И., Кукуджанов В.Н. Об определяющих уравнениях и численном решении некоторых задач динамики упругопластической среды с конечными деформациями. В кн.: Численные методы в механике твердого деформируемого тела. Москва, ВЦ АН СССР, 1978, с. 84-121
[16] Поздеев А.А., Трусов П.В., Няшин Ю.И. Большие упругопластические деформации: теория, алгоритмы, приложения. Москва, Наука, 1986, 232 с.
[17] Димитриенко Ю.И. Тензорное исчисление. Москва, Высшая школа, 2001, 576 с.
[18] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т. 1. Тензорный анализ. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 463 с.
[19] Димитриенко Ю.И., Котенев В.П., Захаров А.А. Метод ленточных адаптивных сеток для численного моделирования в газовой динамике. Москва, Физматлит, 2011, 280 с.
[20] Димитриенко Ю.И., Захаров А.А. Автоматизированная система для моделирования газовых потоков методом ленточных адаптивных сеток. Информационные технологии, 2009, № 6, с. 12-16
[21] Димитриенко Ю.И., Коряков М.Н., Захаров А. А., Сыздыков Е.К. Развитие метода ленточно-адаптивных сеток на основе схем TVD для решения задач газовой динамики. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2011, № 2, с. 87-97
[22] Димитриенко Ю.И., Сборщиков С.В., Соколов А.П., Шпакова Ю.В. Численное моделирование процессов разрушения тканевых композитов. Вычислительная механика сплошной среды, 2013, № 4, с. 389-401
[23] Димитриенко Ю.И., Сборщиков С.В., Соколов А.П., Садовничий Д.Н., Гафаров Б.Р. Численнное и экспериментальное моделирование прочностных характеристик сферопластиков. Композиты и наноструктуры, 2013, № 3. C. 35-51