Моделирование процессов пробивания композитных текстильных преград
Авторы: Димитриенко Ю.И., Димитриенко И.Д.
Опубликовано в выпуске: #8(44)/2015
DOI: 10.18698/2308-6033-2015-8-1423
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Порошковая металлургия и композиционные материалы
Предложена математическая модель деформирования текстильных композиционных материалов на основе арамидных волокон при ударно-волновых воздействиях. Модель учитывает такие особенности деформационных характеристик данных материалов, как деформируемость без разрушения при конечных значениях деформаций, существенное различие диаграмм деформирования при растяжении и сжатии, зависимость этих диаграмм от скорости нагружения, наличие псевдо-пластических свойств материалов, обусловленных вытягиванием нитей из ткани и др. Модель также учитывает вязкоупругие свойства арамидных волокон, повреждаемость и разрыв волокон в текстильных материалах при их пробивании. Сформулирована постановка задачи динамического деформирования текстильных композиционных материалов. Для ее решения в двумерной постановке применен метод ленточных адаптивных сеток. Приведены пример численного решения задачи о пробивании жестким ударником преграды из текстильного композита и сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными.
Литература
[1] Димитриенко Ю.И., Димитриенко И.Д. Моделирование динамических процессов деформирования гибких тканевых композиционных материалов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2014, вып. 5 (29). URL: http://engjournal.ru/search/author/40/page1.html
[2] Димитриенко Ю.И., Беленовская Ю.В., Анискович В.А. Численное моделирование ударно-волнового деформирования гибких броневых композитных материалов. Наука и образование: электронное научнотехническое издание, 2013, № 12. doi: 10.7463/1213.0665297
[3] Димитриенко Ю.И., Лимонов В.А. Влияние ориентации волокон на диссипативный разогрев и деформативность вязкоупругих композитов при циклическом нагружении. Механика композитных материалов, 1988, № 5, с. 797-805.
[4] Харченко Е.Ф., Ермоленко А.Ф. Композитные, текстильные и комбинированные бронематериалы. Москва, ОАО ЦНИИСМ, 2013, 294 с.
[5] Григорян В.А., Кобылкин И.Ф., Миринин В.М., Чистяков Е.Н. Материалы и защитные структуры для локального и индивидуального бронирования. Москва, Изд-во РадиоСофт, 2008, 406 с.
[6] Zhu D., Mobaster B., Rajan S.D. Dynamic testing of Kevlar-49 fabric. J. of Materials in Civil Engeneering, 2011, vol. 23, pp. 230-239.
[7] Tan V.B., Zeng X.S., Shim V.P.W. Characterization and constitutive modeling of aramid fibers at high strain rates. Int. J. of Impact Engineering, 2008, vol. 35, no. 1, pp. 1303-1313.
[8] 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 of Impact Engineering, 2008, vol. 35, pp. 559-568.
[9] Shim V.P.W., Lim C.T.,Foo K.J. Dynamic mechanical properties of fabric armor. Int. J. ofImpactEngineering, 2001, vol. 25, pp. 1-15.
[10] 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. J. ofMaterials Science, 2003, vol. 3, pp. 2825-2833.
[11] Димитриенко Ю.И. Анизотропная теория конечных упруго-пластических деформаций. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2003, № 2, c. 47-61.
[12] Димитриенко Ю.И., Дзагания А.Ю., Беленовская Ю.В., Воронцова М.А. Численное моделирование проникания ударников в анизотропные упруго-пластические преграды. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2008, № 4, с. 100-117.
[13] Димитриенко Ю.И. Нелинейная механика сплошной среды. Москва, Физматлит, 2009, 610 с.
[14] Dimitrienko Yu.I. Nonlinear Continuum Mechanics and Large Inelastic Deformations. Springer, 2011, 747 p.
[15] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т. 2. Универсальные законы механики и электродинамики сплошной среды. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 560 с.
[16] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т.4. Основы механики твердых сред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013, 624 с.
[17] 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. 11th LS-DYNA users Conference’2010. LSTC Publ., 2010, pp. 33-43.
[18] Димитриенко Ю.И. Тензорное исчисление. Москва, Высшая школа, 2001, 576 с.
[19] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. Т.1. Тензорный анализ. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, 463 с.
[20] 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.