Численное и экспериментальное исследование проникания снаряда-пробойника в грунтовый массив
Автор: Аптуков В.Н., Девяткин В.А., Фонарев А.В., Александров М.Ю.
Журнал: Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Рубрика: Механика. Математическое моделирование
Статья в выпуске: 4 (12), 2012 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время в практических целях применяются установки для ударного проникания тел в грунтовые массивы. Эти установки созданы на базе артиллерийских систем и позволяют выполнять проходку грунтов массивными пробойниками со скоростями порядка сотен метров в секунду. Исследования носят как экспериментальный, так и теоретический характер. Эксперименты предназначены для отработки данных систем, а также для непосредственного получения оценок их энергоемкости, надежности и эффективности. Численное моделирование процессов проникания позволяет получать оценочные данные, анализировать влияние различных механических параметров грунтов, а также ставить оптимизационные задачи. Ранее авторами была разработана численная схема для расчетов процессов соударения и проникания, которая в данной статье применена к моделированию процесса проникания снаряда-пробойника в грунтовый массив в диапазоне скоростей до 600 м/с. Приводятся расчетные зависимости, описание схемы эксперимента и некоторые опытные результаты.
Проникание, численное моделирование, механика грунтов, баллистические установки
Короткий адрес: https://sciup.org/14729819
IDR: 14729819 | УДК: 539.3
Numerical and experimental study of the projectile penetration into soil mass
Today, the units for impact penetration of projectiles deep into soil masses have found wide practical application. These setups were developed on the basis of artillery systems, the massive punches (projectiles) of which are able to develop penetration rates as high as hundreds of meters per second. Our study involves experimental investigations and theoretical developments. Experiments are designed to elaborate and adjust technical systems and to estimate their power capacity, reliability and efficiency. Numerical modeling of the physical processes allows us to obtain the evaluation data, to analyze the influence of different mechanical parameters of soils and to state optimization problems. In our previous works we have developed a numerical scheme for simulation of the impact and penetration processes, which in this paper are applied for modeling the penetration process of the projectile-punch into soil mass in the range of penetration rates up to 600 meters per second. The paper presents a description of the experimental scheme and some experimental results.
Список литературы Численное и экспериментальное исследование проникания снаряда-пробойника в грунтовый массив
- Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 600 с.
- Белов Н.Н., Югов Н.Т., Копаница Д.Г. и др. Динамика высокоскоростного удара и сопутствующие физические явления. Northampton; Томск: STT, 2005. 356 с.
- Бураго Н.Г. Моделирование разрушения упругопластических тел//Вычислительная механика сплошных сред. 2008. Т. 1, № 4. С. 5-20.
- Аптуков В.Н., Мурзакаев Р.Т., Фонарев А.В. Прикладная теория проникания. М.: Наука. 1992. 104 с.
- Кукуджанов В.Н., Кондауров В.Н. Численное решение неодномерных задач динамики твердого тела//Проблемы динамики упругопластических сред. М.: Мир. 1975. C.39-84.
- Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях/под ред. Н.А Златина, Г.И.Мишина М.: Наука. 1974. 344 с.
- Красников Н.Д.Динамические свойства грунтов и методы их определения. Л.: Стройиздат, 1970. 239 с.
- Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высш. шк., 1983. 228 с.
- Аптуков В.Н., Бартоломей А.А., Фонарев А.В., Ирундин С.В. Моделирование процесса ударного вытрамбовывания котлованов//Основания, фундаменты и механика грунтов. 2000. № 3. С. 11-15.
- Бартоломей А.А., Омельчак И.М., Фона-рев А.В. Математическое моделирование динамики погружения свай//Тр. Между-нар. конф. по проблемам свайного фунда-ментостроения. М., 1989. С.28-36.
- Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений//Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир. 1967. C.212-263
- Аптуков В.Н., Фонарев А.В. Численное моделирование процессов ударного и взрывного деформирования элементов конструкций и грунтов: учеб. пособие/Перм. гос. ун-т. Пермь, 2009. 221 с.
- Аптуков В.Н., Фонарев А.В. Расчет упру-гопластических течений на нерегулярных треугольных сетках с перестройкой//Журн. прикладной механики и технической физики. 1990. № 6. С.109-115.
- Девяткин В.А., Нахимов Ю.П., Ожиганов И.А. Экспериментальные исследования проникания снарядов в естественный грунт с целью получения максимальной дальности//Оборонная техника. 1992. №7-8. С.31-32.
- Девяткин В.А., Ожиганов И.А., Шелякин Ю.П. Масштабное моделирование процессов движения снарядов в природных средах//Оборонная техника. 1992. № 7-8. С.28-30.
- Бартоломей А.А., Аптуков В.Н., Ирундин С.В., Фонарев А.В. Экспериментальные исследования сжимаемости грунтов при статических и кратковременных нагрузках//Тр. VI Междунар. конф. по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1989. С.14-20.
- Баландин В.В., Брагов А.М., Крылов С.В., Цветкова Е.В. Экспериментально-тео-ре-тическое изучение процессов проникания сфероконических тел в песчаную преграду//Вычислительная механика сплошных сред. 2010. Т. 3, № 2. С.15-23.
