Моделирование ударно-волновых процессов в элементах многослойных конструкций с учетом начального внутреннего давления
Авторы: Бутина Т.А., Дубровин В.М.
Опубликовано в выпуске: #11(59)/2016
DOI: 10.18698/2308-6033-2016-11-1549
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Предложен метод расчета напряженно-деформированного состояния в элементах многослойных конструкций, подверженных воздействию внешнего импульсного напряжения, при наличии статического внутреннего давления. Разработанный метод позволяет рассматривать упругопластическое поведение материалов. Для описания связи между девиаторными составляющими напряжения и деформаций использованы соотношения теории пластичности Прандтля - Рейнольдса, среднее напряжение определено по уравнению Ми - Грюнайзена. В расчетах учтены изменение температурного поля, возможность возникновения трещин, отколов в процессе образования волн напряжений. Начальное напряженно-деформированное состояние, вызванное начальным внутренним давлением, рассчитано методом обнуления скоростей. Проведенные расчеты позволили оценить влияние начального напряженно-деформированного состояния на переход материала конструкции в пластическую стадию при воздействии кратковременной динамической нагрузки. На примере трехмерной цилиндрической оболочки расчеты показали, что совместное воздействие внутреннего давления, динамических нагрузок, изменение механических характеристик материалов оказывают существенное влияние на характер волновых процессов.
Литература
[1] Зельдович Я.Б., Райзер Ю.Г. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Москва, Наука, 1966.
[2] Станюкович К.П. Физика взрыва. Москва, Наука, 1975.
[3] Алешков Ю.З. Теория взаимодействия волн с преградами. Ленинград, Изд-во ЛГУ, 1990, 371 с.
[4] Бутина Т.А., Дубровин В.М. К вопросу об оценке надежности и работоспособности конструкций при импульсном нагружении. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Сер. Естественные науки. 2012, спец. вып. "Математическое моделирование", № 3.
[5] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. В 4 т. Т. 2. Универсальные законы механики и электродинамики сплошной среды. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 560 с.
[6] Димитриенко Ю.И., Левина А.И., Боисеник П.И. Конечно-элементное моделирование локальных процессов переноса в пористых средах. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2008, № 3, с. 90-104.
[7] Димитриенко Ю.И., Соколов А.П., Кичеговский Е.С. Конечно-элементное моделирование в механике композиционных материалов. Сб. тр. "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование". Т. 11. Санкт-Петербург, Изд-во Санкт-Петербурского политехнического университета, 2007, с. 131-133.
[8] Титов К.В. Об одном методе решения системы линейных дифференциальных уравнений. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2001, спец. вып. "Математическое моделирование", с. 100-114.
[9] Димитриенко Ю.И., Иванов М.Ю. Моделирование нелинейных динамических процессов переноса в гетерогенных системах. Тр. всероссийских и международных научно-технических конференций "Аэрокосмические технологии, 2004-2007". Реутов - Москва, 2004-2007. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, с. 110-117.
[10] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. В 4 т. Т. 1. Тензорный анализ. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 463 с.
[11] Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений. Вычислительные методы в гидродинамике. Москва, Мир, 1967, с. 212-264.
[12] Жарков В.Н., Калинин В.А. Уравнения состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах. Москва, Наука, 1968.
[13] Бутина Т.А., Дубровин В.М. Моделирование расслоений, отколов в многослойных элементах конструкций при импульсном нагружении. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 7 (19). DOI: 10.18698/2308-6033-2013-7-897
[14] Димитриенко Ю.И., Кашкаров А.И., Макашов А.А. Конечно-элементный расчет эффективных упруго-пластических характеристик композитов на основе метода асимптотического осреднения. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2007, № 1, с. 102-116.
[15] Димитриенко Ю.И., Соколов А.П. Об упругих свойствах композиционных материалов. Математическое моделирование, 2009, т. 21, № 4, с. 96-110.