Влияние биметаллической оболочки и вращения на взаимодействие ударника с металлокерамической полубесконечной преградой

Численно моделируется высокоскоростное взаимодействие ударника, состоящего из высокопрочного стального сердечника, свинцового наполнителя и оболочки из латуни, с металлокерамической и монолитной металлической преградами. Металлокерамическая преграда представляет собой двухслойную конструкцию, верхний слой которой изготовлен из карбида бора (B4C), нижний - из алюминия, монолитная преграда полностью алюминиевая. Рассмотрены углы между продольной осью ударника и нормалью к преграде от 0 до 45 градусов. Изучается влияние биметаллической оболочки и вращения ударника вокруг своей продольной оси на его взаимодействие с преградой. Поведение металлических материалов и керамики B4C описывается упругопластической средой. В качестве критерия разрушения металлических материалов выступает предельное значение интенсивности пластической деформации. Разрушение керамики оценивается на основе деформационного критерия с учетом ее различной прочности на сжатие и растяжение. Моделирование проводится в трехмерной постановке методом конечных элементов с использованием авторского алгоритма и программного комплекса EFES 2.0, позволяющего учитывать фрагментацию взаимодействующих тел с образованием новых контактных и свободных поверхностей, эрозионное разрушение материалов. Адекватность математической модели и численного алгоритма подтверждается хорошим согласованием результатов как натурных, так и вычислительных экспериментов. Численная методика дает возможность осуществлять параметрические исследования связи процесса взаимодействия с кинематическими, геометрическими и конструктивными факторами. Показано, что биметаллическая оболочка и вращение существенно сказываются на процессе взаимодействия ударника c металлокерамической преградой.