Численное моделирование нелинейного динамического и статического сжатия пакетов металлических плетеных сеток

Проведено численное моделирование упругопластического сжатия по нормали симметричного фрагмента пакета из плетеных стальных сеток при статическом и динамическом режимах нагружения в вычислительных системах ANSYS и ANSYS LS-DYNA. Пористый пакет сеток формируется путем наложения слоев с сохранением направлений проволок. Такой пакет имеет квазипериодическую структуру, и можно выделить некоторый симметричный фрагмент. Сжатие производилось парой абсолютно жестких пластин, движущихся симметрично навстречу друг другу. В расчетах использовались мультилинейная модель пластичности с изотропным упрочнением и диаграмма статического деформирования материала, полученная экспериментально. Расчеты проведены по алгоритму идеального симметричного контакта тел без трения и с трением. Динамическое нагружение фрагмента пакета сетки проводилось с постоянной скоростью. Характеристики импульса и скорости нагружения соответствуют наблюдаемым в ранее проведенных экспериментальных исследованиях. Динамическая диаграмма деформирования принималась подобной статической с повышенным пределом текучести. Расчеты показали, что во всех режимах нагружения наблюдается высокий уровень внутренних напряжений, сложное неоднородное напряженно-деформированное состояние. Исследовались два фактора, которые могли бы обусловить различия в поведении кривых деформирования пористой среды - конечная длина воздействующего импульса и различия динамической и статической диаграмм сжатия исходного материала сетки. Основное влияние на динамическое поведение фрагмента пористого пакета стальной сетки оказывают динамические свойства материала проволок, т.е. отличие динамической диаграммы деформирования от статической. Кривые деформирования пористого фрагмента качественно изменяются в соответствии с поведением, наблюдаемым в статических и динамических экспериментах. Конечная длительность нагружающего импульса и трение между проволоками на данный вид сеток существенного влияния не оказывают. Получены численные зависимости относительной площади нормального и бокового проходного сечения симметричного фрагмента пакета сеток от деформации обжатия.