5 / 18
104
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
ден теоретический анализ проникания сегментированных ударников в
сопротивляющуюся среду в предположении недеформируемости их
элементов, представляющий интерес в случае взаимодействия ударни-
ков с малопрочными (в сравнении с металлическими) преградами типа
грунтово-скальных при относительно невысоких скоростях. Проведен-
ное в [20, 21] численное моделирование показало, что при скоростях
взаимодействия с подобного рода преградами в несколько километров
в секунду, обеспечивающих полное «растекание» материала проника-
ющего тела, разделение удлиненного металлического ударника на от-
дельные элементы (сегменты) способно обеспечить двукратное и более
чем двукратное увеличение глубины формируемой в преграде кавер-
ны. Применительно к прониканию металлических ударников в метал-
лические преграды данный эффект исследовался в работах [22–24], где
экспериментально и расчетным путем было показано, что глубина ка-
верны в металле при переходе от сплошного удлиненного ударника к
сегментированному на отдельные элементы (при той же суммарной
длине всех элементов, что и у сплошного ударника) может быть уве-
личена на несколько десятков процентов.
Физическая причина эффекта увеличения проникающей способно-
сти ударника за счет его сегментирования связана с более полным ис-
пользованием фазы инерционного движения материала преграды при
проникании сегментированного ударника. После полного «срабатыва-
ния» очередного сегмента и до момента начала проникания следующе-
го материал преграды продолжает двигаться за счет переданного ему
«сработавшимся» сегментом запаса кинетической энергии. Это, с од-
ной стороны, увеличивает размеры участка каверны, образованного
«сработавшимся» сегментом, а с другой — несколько «облегчает»
условия проникания следующего сегмента.
К числу факторов, определяющих прирост глубины проникания при
сегментировании удлиненного ударника, относятся число
e
n
элемен-
тов, на которые он разделяется, и разнесение
e
h
соседних элементов
(расстояние между соседними элементами вдоль направления движения,
см. рис. 1). Очевидно, что достигаемый за счет сегментирования удар-
ника эффект зависит при этом также от скорости
0
v
взаимодействия.
В проведенных расчетах было исследовано влияние на глубину фор-
мирующейся в прочной стальной преграде каверны сегментирования
удлиненного ударника из сплава ВНЖ-90 длиной
0
l
500 мм и диамет-
ром
0
d
24 мм. Было проанализировано два варианта сегментирова-
ния — данный ударник разделялся на
e
n
2 и
e
n
4 одинаковых по
длине элемента с тем же диаметром
0
d
24 мм, двигавшихся с равными
скоростями
0
v
друг за другом вдоль одной прямой на разнесении
e
h
,
значение которого варьировалась. Суммарная длина всех элементов в
обоих случаях была равна длине исходного стержня-ударника. При