Влияние ориентации механических свойств композиционных материалов на динамическое разрушение монолитных и разнесенных преград
Автор: Радченко Андрей Васильевич, Радченко Павел Андреевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.4, 2011 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается задача нормального взаимодействия алюминиевого изотропного компактного цилиндрического ударника с ортотропными монолитными и разнесенными (состоящими из двух и трех пластин) преградами в диапазоне скоростей удара от 750 до 3000 м/с. Суммарная толщина пластин в разнесенной преграде равняется толщине монолитной преграды. Исследуется разрушение монолитных и разнесенных преград, сравнивается эффективность их защитных свойств в зависимости от ориентации упругих и прочностных свойств анизотропного материала. Задача решается в трехмерной постановке численно, методом конечных элементов. Поведению материала ударника соответствует упругопластическая модель, поведению анизотропного материала преграды - упруго-хрупкая модель.
Анизотропия, прочность, упругость, разрушение, численное моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14320586
IDR: 14320586 | УДК: 539.3;
Influence of orientation of mechanical properties of composite materials on dynamic fracture of monolithic and spaced targets
The 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 750m/s to 3000m/s is considered. The total thickness of plates in the spaced target is equal to the thickness of the monolithic target. Fracture of the monolithic and spaced targets is investigated, and the comparative analysis of the efficiency of their protective properties depending on orientation of the elastic and strength properties of an anisotropic material is carried out. The problem is solved numerically in a three-dimensional statement using the finite element method. The behavior of the projectile material is described by an elastic-plastic model, and the behavior of an anisotropic material of the target is described by an elastic-fragile model.
Список литературы Влияние ориентации механических свойств композиционных материалов на динамическое разрушение монолитных и разнесенных преград
- Зукас Дж.А., Николас Т., Свифт Х.Ф., Грещук Л.Б., Курран Д.Р. Динамика удара. -М.: Мир, 1985. -296 с.
- Anderson Ch.E., Cox P.A., Johnson G.R., Maudlin P.J. A constitutive formulation for anisotropic materials suitable for wave propagation computer programs-II//Comp. Mech. -1994. -V. 15, N. 3. -P. 201-223.
- Hayhurst C.J. Hiermaier S.J., Clegg A.R., Riedel W., Lambert M. Development of material models for Nextel and Kevlar-epoxy for high pressures and strain rates//Int. J. Impact Eng. -1999. -V. 23, N. 1. -P. 365-376.
- De Vuyst T., Vignjevic R., Bourne N.K., Campbell J. Modelling of spall in an anisotropic aluminium alloy//Space Debris. -2000. -V. 2, N. 4. -P. 225-232.
- Радченко А.В., Кобенко С.В. Зависимость разрушения анизотропного материала от ориентации упругих и прочностных свойств при ударе//ДАН. -2000. -Т. 373, № 4. -С. 479-482.
- Радченко А.В., Кривошеина М.Н., Кобенко С.В., Марценюк И.Н. Влияние анизотропии свойств оболочки на инициирование детонации в твердом топливе при ударных и импульсных нагрузках//Химическая физика. -2001. -Т. 20, № 6. -С. 123-128.
- Горельский В.А., Радченко А.В., Хорев И.Е. Численное исследование упругопластического взаимодействия твердых частиц с составными пластинами//Прикладная механика. -1987. -Т. 23, № 7. -С. 117-120.
- Горельский В.А., Радченко А.В., Хорев И.Е. Кинетические механизмы процесса пробивания двухслойных пластин//Изв. АН СССР. МТТ. -1988. -Т. 3, № 7. -С. 185-189.
- Уилкинс М.Л. Расчет упруго-пластических течений//Вычислительные методы в гидродинамике. -М.: Мир, 1967. -С. 212-263.
- Радченко А.В. Моделирование поведения анизотропных материалов при ударе//Механика композиционных материалов и конструкций. -1998. -Т. 4, № 4. -С. 51-61.
- Ву Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред//Механика композиционных материалов/Под ред. А.А. Ильюшина и Б.Е. Победри. -М.: Мир, 1978. -С. 401-491.
- Johnson G.R. High velocity impact calculations in three dimension//J. Appl. Mech. -1977. -V. 44, N. 1. -P. 95-100.
- Johnson G.R. Three-dimensional analysis of sliding surface during high velocity impact//J. Appl. Mech. -1977. -V. 44, N. 6. -P. 771-773.
- Radchenko A.V., Kobenko S.V., Marcenuk I.N., Khorev I.E., Kanel G.I., Fortov V.E. Research on features of behaviour of isotropic and anisotropic materials under impact//Int. J. Impact Eng. -1999. -V. 23, N. 1, Part 2. -P. 745-756.
- Ашкенази Е.К., Ганов Э.В. Анизотропия конструкционных материалов. Справочник. -Л.: Машиностроение, 1980. -248 с.
- Радченко А.В., Фортов В.Е., Хореев И.Е. Физические особенности высокоскоростного взаимодействия удлиненных техногенных осколков с конструкциями//ДАН. -2003. -Т. 389, № 1. -С. 49-54.
- Радченко П.А., Радченко А.В. Численный анализ ударного взаимодействия двух анизотропных тел//Физ. мезомех. -2005. -Т. 8, Спец. выпуск. -С. 45-48.
- Радченко П.А., Радченко А.В. Влияние угла нутации на проникание удлиненных ударников в ортотропную преграду//Механика композиционных материалов и конструкций. -2005. -Т. 11, № 1. -С. 127-135.
