Сравнение эффективности монолитных и разнесенных преград из анизотропных материалов при ударе Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневские чтения

УДК 539.42

П. А. Радченко

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Томск

А. В. Радченко

Томский государственный архитектурно-строительный университет, Россия, Томск

СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОНОЛИТНЫХ И РАЗНЕСЕННЫХ ПРЕГРАД ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ УДАРЕ

Рассматривается задача нормального взаимодействия алюминиевого изотропного компактного цилиндрического ударника с ортотропными монолитными и разнесенными преградами, состоящими из двух и трех пластин, в диапазоне скоростей удара от 750 до 3000 м/с.

К сожалению, несмотря на существенный прогресс, достигнутый в технологиях получения материалов с заданными свойствами, исследований, посвященных материалам с преимущественной ориентацией физико-механических свойств, крайне мало. Особенно это касается данных о поведении материалов при динамических нагрузках. Это относится как к экспериментальным исследованиям, так и к математическому и численному моделированию. Анализ поведения таких материалов проводится, как правило, с использованием инженерных методик и позволяет получить приблизительные оценки интегральных параметров для условий, допускающих понижение размерности задачи с трех до двух. Подобные случаи ограничиваются осесимметричным воздействием на транстропный материал. Но такие ключевые факторы, как динамика разрушения, сравнительный анализ поведения материалов с различной симметрией свойств, эволюция волновых процессов, влияние ориентации свойств, которые могут стать определяющими при динамических процессах, остаются за рамками подобных методик. Также важной особенностью анизотропных материалов является зависимость их прочно-

сти от гидростатического давления, и при моделировании это должно учитываться.

Применение анизотропных материалов в конструкциях, испытывающих ударно-волновые нагрузки, позволяет за счет оптимизации ориентации упругих и прочностных свойств материала по отношению к внешнему воздействию повышать эксплуатационные характеристики конструкции. Помимо оптимизации свойств материала также используются различные подходы, связанные с конструктивными решениями. Например, для защиты конструкций от ударного воздействия широко применяются разнесенные (экранированные) преграды. Особенно эффективны разнесенные преграды для защиты конструкций от высокоскоростных объектов. В данной работе проводится сравнительный анализ развития разрушений в монолитных и разнесенных преградах при высокоскоростном взаимодействии. Материалом преград является ортотропный органопластик с высокой степенью анизотропии упругих и прочностных свойств. Исследовано разрушение, эффективность монолитной и разнесенной преград в зависимости от ориентации свойств анизотропного материала в диапазоне скоростей удара от 750 до 3000 м/с.

Р. A. Radchenko

Institute of Strength Physics and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Russia, Tomsk

A. V. Radchenko

Tomsk State University of Architecture and Building, Russia, Tomsk

COMPARISON OF EFFICIENCY OF THE MONOLITHIC AND SPACED TARGETS FROM ANISOTROPIC MATERIALS AT IMPACT

The authors consider a problem of normal interaction of the aluminum isotropic compact cylindrical projectile with orthotropic monolithic and spaced targets consisting of two and three plates, in a range of load velocities from 750 m/s to 3000 m/s.

© PagHemo n. A., PagHemo A. B., 2011