3 / 18
102
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
ет оптимальное значение предела текучести материала ударника, при
котором обеспечивается максимум глубины его проникания. При ра-
циональном выборе прочностных свойств тяжелого сплава прирост
пробивной способности невелик и при скоростях взаимодействия бо-
лее 1500 м/с не превышает 5 %. Отметим, что при гидродинамиче-
ском режиме резервы повышения пробивного действия ударников за
счет использования, если так можно сказать, традиционных средств
(увеличения плотности материала, скорости и длины ударника) в
настоящее время исчерпаны. Скорость и длина ударника ограничива-
ются возможностями разгона баллистической установкой (при черес-
чур большом удлинении ударника возникают проблемы с его изгибной
устойчивостью во время разгона), а в качестве материала ударников
используются наиболее высокоплотные из существующих. Поэтому
актуальным является поиск новых путей увеличения глубины прони-
кания ударников в массивные металлические преграды. В настоящей
работе в качестве таких путей рассматривается применение сегменти-
рованных и телескопических ударников [6, 7].
Как и в [5], исследования проводили на основе численного модели-
рования в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплош-
ных сред (предполагалось, что проникание происходит по нормали к
свободной поверхности преграды). Для описания поведения материалов
ударника и преграды использовали модель сжимаемой упруго-пласти-
ческой среды с условием пластичности Мизеса [8] при постоянном зна-
чении предела текучести, выбираемом с учетом динамического характе-
ра нагружения материалов [9, 10]. В качестве материала преграды рас-
сматривали сталь с пределом текучести 1000 МПа, соответствующим
стальным преградам средней твердости [1]. Предполагалось, что как
сегментированные, так и телескопические ударники выполнены из тя-
желого сплава ВНЖ-90. Его предел текучести, как и у стальной прегра-
ды, принимали равным 1000 МПа. Для описания динамической сжима-
емости материалов ударника и преграды, оказывающей определенное
влияние на процесс проникания при гидродинамическом режиме [11],
использовали баротропную зависимость в форме Тэта [12]
0
1
n
p A
,
где
p
— давление в материале;
и
0
— значения плотности материа-
ла при действующем давлении
p
и в нормальных условиях (при нуле-
вом давлении);
A
и
n
— эмпирические коэффициенты.
Значения коэффициентов
A
и
n
для стали принимались на основа-
нии данных [12] и составляли:
A
= 21,5 ГПа,
n
= 5,4. Для тяжелого
сплава ВНЖ-90 значения данных коэффициентов брали по результатам
их расчетного определения в [5]
A
= 57,1 ГПа,
n
= 4,7. Плотности ρ
0
материалов преграды и ударника в нормальных условиях составляли
7850 кг/м
3
(для стали) и 17 170 кг/м
3
(для сплава ВНЖ-90).