Уточненная модель упругопластического динамического поведения армированных искривленных панелей, чувствительных к скорости деформирования

Сформулирована начально-краевая задача динамического упруговязкопластического деформирования гибких искривленных панелей (пологих оболочек) с «плоско»-перекрестными и пространственными структурами армирования. Неупругое поведение материалов компонентов композиции описывается определяющими уравнениями теории пластического течения с изотропным упрочнением, причем учитывается их чувствительность к скорости деформирования. Геометрическая нелинейность задачи учитывается в приближении Кармана. Используемые кинематические и динамические двумерные соотношения и соответствующие им краевые условия позволяют описывать механическое изгибное поведение пологих композитных оболочек с разной степенью точности. При этом учитывается возможное слабое сопротивление таких армированных панелей поперечным сдвигам. В первом приближении используемые двумерные уравнения, начальные и граничные условия вырождаются в соотношения традиционной неклассической теории Амбарцумяна. Для численного интегрирования поставленной нелинейной динамической задачи применен алгоритм шагов по времени, базирующийся на использовании явной схемы типа «крест». Исследовано упругопластическое и упруговязкопластическое поведение армированных цилиндрических пологих оболочек под действием поперечной динамической нагрузки, порожденной воздушной взрывной волной. Рассматриваются металлокомпозитные и стеклопластиковые тонкостенные конструкции. Продемонстрировано, что отказ от учета зависимости пластических свойств компонентов композиции от скорости их деформирования не позволяет адекватно описывать неупругое динамическое поведение как металлокомпозитных, так и стеклопластиковых пологих оболочек. Показано, что при расчетах даже относительно тонких (с относительной толщиной 1/50) армированных цилиндрических панелей использование теории Амбарцумяна приводит к совершенно неприемлемым результатам по сравнению с уточненной теорией изгиба. Продемонстрировано, что даже для относительно тонких искривленных панелей из стеклопластика замена традиционно используемой «плоско»-перекрестной структуры армирования на пространственную структуру с наклонно уложенными некоторыми семействами волокон позволяет значительно уменьшить не только интенсивность деформаций в связующем материале, но и максимальные по модулю значения прогиба. Для металлокомпозитных пологих оболочек, имеющих слабо выраженную анизотропию композиции, положительный эффект от указанной замены структур армирования практически не проявляется.