Данные об истории замедления тела в реологической среде как основа для верификации расчетных задач
Опубликовано: 29.06.2022
Авторы: Сотский М.Ю., Велданов В.А.
Опубликовано в выпуске: #6(126)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-6-2183
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Приведен обзор результатов получения и использования данных об истории замедления тел при высокоскоростном проникании в мишень, которые были опубликованы по докладам авторов, представленным на 23–31-м Международных симпо-зиумах по баллистике. Эти результаты, относящиеся к области терминальной баллистики — изучению действия тела на мишень, представляют собой данные об истории замедления ударника в материале мишени. Прослежен полувековой путь развития данной технологии как нового научного направления, основанного на кафедре «Высокоточные летательные аппараты» МГТУ им. Н.Э. Баумана. В измерительной технологии ударники оснащены ударными акселерометрами и оригинальными системами электрической связи с регистратором. Теоретические и экспериментальные исследования позволили выявить новый закон сопротивления среды прониканию, который допускает применение инженерных методов для решения задач. С помощью этого закона стало возможным решать пространственные задачи проникания. Регистрируемые опытные данные об истории замедления измерительного ударника предоставили дополнительные возможности для верификации моделей и результатов виртуального моделирования процессов пространственного проникания. Приведены результаты исследований, выполненных авторами в широком диапазоне вариантов начальных условий соударения и конструкций ударников и мишеней, а также разработанные в последнее время новые технические решения в измерительной технологии.
Литература
[1] Veldanov V.A., Smirnov V.E., Khavroshkin O.A. Lunar Penetrator: Redusing Overload and Penetration Control. Solar System Research, 1999, vol. 33 (5), pp. 432–436. (Official English Translation of Astronomicheskii Vestnik.)
[2] Galimov E.M., Veldanov V.A., Khavroshkin O.B. Cosmogonic researches — change of the paradigm: high-velocity penetrator. “Penetrometry in the Solar System II”, Proc. of the Int. Workshop. Vienna, Austria, 2009, pp. 233–250.
[3] Allen W.A., Mayfield E.B., Morrison H.L. J. Appl. Phys, 1957, vol. 28 (30), pp. 370–376.
[4] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И., Ручко А.М., Сотский М.Ю., Федоров С.В. Расчет проникания недеформируемых ударников в малопрочные преграды с использованием данных пьезоакселерометрии. Журнал технической физики, 2011, т. 81, вып. 7, с. 94–104.
[5] Levy N., Goldsmith W. Normal impact and perforation of thin plates by hemispherically-tipped projectiles — II. Experimental Results. Int. J. Impact Eng., 1984, vol. 2 (4), pp. 299–324.
[6] Proud W.G., Lynch N., Marsh A., Field J.E. Instrumented Small Scale Rod Penet-ration Studies: The Effect of Pitch. Proc. 19th Int. Symp. on Ballistics. Interlaken, Switzerland, 2001, pp. 1289–1295.
[7] Forrestal M.J., Frew D.J., Hickerson J.P., Rohwer T.A. Penetration of Concrete Targets with Deceleration-Time Measurement. Int. J. Imp. Eng., 2003, vol. 28 (5), pp. 479–497.
[8] Sibeaud J-M., Delmas A., Hottelet A., Zappa D.-P. Kinetic Energy Perforation of Concrete Slabs: Investigation of Embedded High G-Load Sensing. Proc. 27th Int. Symp. on Ballistics. Freiburg, Germany, 2013, vol. 2, pp. 1557–1567.
[9] Wendong Zhang, Lujiang Chen, Jijun Xiong, Youchun Ma. Ultra-High g Deceleration-Time Measurement for the Penetration into Steel Target. Int. J. Impact Eng., 2007, vol. 34, pp. 436–447.
[10] Sotskiy M.Yu., Veldanov V.A., Selivanov V.V. Growth in the quantity of debris in Space as AN effect of mutual mechanical collisions of various types. Acta Astronautica, 2017, vol. 135 (6), pp. 10–14. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.11.003
[11] Fedorov S.V., Veldanov V.A., Sotskiy M.Y., Fedorova N.A. Jet Thrust Penetrators for Sounding the Surface Layer of Space Bodies. Acta Astronautica, 2021, vol. 180. pp. 189–195. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.12.030
[12] Ладов С.В., авт.-сост. Кафедра «Высокоточные летательные аппараты» МГТУ им. Н.Э. Баумана. 80 лет вместе. 1938–2018. В.В. Селиванов, ред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018, с. 328–330.
[13] Велданов В.А., Ручко А.М., Сотский М.Ю. Ретроспектива становления и развития акселерометрии конечной баллистики в МГТУ им. Н.Э. Баумана. В кн.: Сб. матер. Междунар. конф. «Проблемы баллистики — 2006», Санкт-Петербург, 19–23 июня 2006 г. Т. II. Санкт-Петербургский БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, 2007, с. 74–77.
[14] Велданов В.А., Жариков А.В., Марков В.А., Пусев В.И., Ручко А.М., Сотский М.Ю., Федоров С.В. Исследование динамических механических свойств песчаного грунта методом акселерометрии. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2008, с. 79–87.
[15] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И., Ручко А.М., Сотский М.Ю., Сотский Ю.М., Федоров С.В. Исследование динамических механических свойств алюминиевых сплавов методом акселерометрии. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2010, № 2, с. 37–46.
[16] Sotskiy M.Yu., Veldanov V.A., Ruchko A.M., Vasilev A.Yu., Sotskiy Yu.M. Deceleration — Time Measured Projectile Penetration Tendency in Qualitatively Different Terminal Ballistics Processes. Proc. 25th Int. Symp. on Ballistics. Beijing, China, 2010, vol. 2, pp. 1070–1977.
[17] Ручко А.М., Сотский М.Ю., Ячник О.Е. Высокочастотный измерительный преобразователь для регистрации ускорений до 107 м/с2. Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. семинара машиностроительного фак-та. Москва, Изд-во МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1980, с. 42–43.
[18] Агурейкин В.А., Крюков Б.П. Метод индивидуальных частиц для расчета течений многокомпонентных сред с большими деформациями. Численные методы механики сплошной среды, 1986, вып. 17 (1), с. 17–31.
[19] Сотский М.Ю., Агурейкин В.А., Крюков Б.П. Экспериментальное и расчетное исследование процесса взаимодействия стержня с жесткой преградой. Динамическая прочность и трещиностойкость конструкционных материалов. 2-й Республиканский семинар. Киев, Изд-во ИПП АН УССР, 1988, с. 166–171.
[20] Fedorov S.V., Veldanov V.A., Kozlov V.S. Numerical analysis of metal projectile penetration into soil in hydrodynamic mode. Proc. 23rd International Symposium on Ballistics. Tarragona, Spain, 2007, vol. 2, pp. 1421–1428.
[21] Сотский М.Ю., Велданов В.А., Пусев В.И., Ручко А.М., Сотский Ю.М. Экспериментальное обоснование возможности использования технологии акселерометрии для определения силы сопротивления бетонной преграды прониканию ударника Известия высших учебных заведений. Физика, 2013, т. 56, № 7/3, с. 95–97.
[22] Сотский М.Ю., Велданов В.А., Пусев В.И., Ручко А.М., Сотский Ю.М. Влияние на точность получаемых данных повторяемости регистрации замедления ударника при проникании и в тесте Тейлора. Известия высших учебных заведений. Физика, 2013, т. 56, № 7/3, с. 98–100.
[23] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И., Ручко А.М., Селиванов В.В., Сотский М.Ю., Федоров С.В. Применение акселерометрии для исследования динамических механических свойств материалов в усложненных условиях проведения измерений. Наука и образование: электронное научно-техническое издание, 2012, № 8. DOI: 10.7463/0812.0428828 URL: http://technomag.edu.ru/doc/428828.html
[24] Велданов В.А., Дудик Д.Е., Максимов М.А., Федоров С.В., Козлов В.С. Влияние угла атаки на проникание удлиненных ударников. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 1 (13), с. 158–167. URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/blasting/572.html https://doi.org/10.18698/2308-6033-2013-1-572
[25] Сотский М.Ю., Велданов, В.А., Марков В.А., Пусев В.И., Селиванов В.В. Исследование процесса зондирования поверхностного слоя планет с применением измерительных моделей и сред-аналогов. Инженерный вестник, 2014, № 11, с. 633–642. URL: http://engbul.bmstu.ru/doc/751797.html
[26] Сотский М.Ю., Велданов В.А. Регистрация истории замедления в мишени геометрически подобных ударников. Инженерный журнал: наука и инновации, 2015, вып. 5. https://doi.org/10.18698/2308-6033-2015-5-1400
[27] Sotskiy M.Yu., Veldanov V.A. Optical Analysis of Probe Movement in a Ballistic Measuring Module. Proc. 31st International Symposium on Ballistics. Hyderabad, India, 2019, vol. 2, pp. 1421–1428.
[28] Сотский М.Ю., Гелин Д.В., Крутов И.С., Лысов Д.А., Марков В.А., Марков И.В., Четвернин М.Ю. Новые технологии визуализации и измерения параметров баллистических процессов и динамических течений. Прикладная механика и техническая физика, 2019, т. 60 (5), (357), c. 217–224. URL: https://sibran.ru/journal…66&ARTICLE_ID=177489 DOI: 10.15372/PMTF20190523
[29] Sotskiy M.Yu., Levin D.P., Selivanov V.V. Special cases of using visualization technology for analyzing the dynamics of gaseous environment. Fluids, 2021, vol. 6 (8). https://doi.org/10.3390/fluids6080290