Влияние сжимаемости снаряжения на параметры его состояния при проникании ударника в бетонную преграду

Приведены результаты численного анализа влияния сжимаемости снаряжения ударника диаметром 126 мм на параметры его нагружения под действием осевой перегрузки, испытываемой ударником при проникании в бетонную преграду с начальной скоростью 1000 м/с. Численное моделирование выполнено в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред, снаряжение представлено как сжимаемая упругопластическая среда. Рассмотрено три модельных варианта снаряжения с одной и той же плотностью в нормальных условиях, но с существенно различающимися характеристиками сжимаемости, описываемой с привлечением баротропной зависимости в форме Тэта. В число определяемых параметров состояния входили действующие в различных частях снаряжения осевые напряжения, скорость тыльной поверхности снаряжения и ее осевое смещение. Установлено, что изменение данных параметров в процессе торможения ударника в бетонной преграде носит характер затухающих колебаний, амплитудно-временные показатели которых в существенной степени зависят от характеристик сжимаемости снаряжения

Литература

[1] Селиванов В.В., ред. Средства поражения и боеприпасы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 984 с.

[2] Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. Analytical engineering models for predicting high speed penetration of hard projectiles into concrete shields: A review // International Journal of Damage Mechanics. 2015. Vol. 24. No. 1. P. 76–94. DOI: 10.1177/1056789514521647 URL: http://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1056789514521647

[3] Расчет проникания недеформируемых ударников в малопрочные преграды с использованием данных пьезоакселерометрии / В.А. Велданов, В.А. Марков, В.И. Пусев, А.М. Ручко, М.Ю. Сотский, С.В. Федоров // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. № 7. С. 94−104.

[4] Федоров С.В., Федорова Н.А. Влияние прочностных свойств грунтово-скальной преграды на глубину проникания ударников при дополнительном действии импульса реактивной тяги // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4. С. 40–56. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4-40-56

[5] Федоров С.В., Федорова Н.А., Велданов В.А. Использование импульса реактивной тяги для увеличения глубины проникания исследовательских модулей в малопрочные грунтовые преграды // Известия РАРАН. 2014. № 4. С. 53–63.

[6] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Прикладная механика сплошных сред. В 3 т. Т. 3. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 520 с.

[7] Оран Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков. М.: Мир, 1990. 660 с.

[8] Федоров С.В. О возможности «отсечки» лидирующего высокоскоростного участка металлической струи при взрыве кумулятивного заряда в аксиальном магнитном поле // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. 2008. № S2. С. 73–80.

[9] Федоров С.В., Велданов В.А., Смирнов В.Е. Численный анализ влияния скорости и прочности удлиненных ударников из высокоплотного сплава на глубину их проникания в стальную преграду // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2015. № 1. С. 65–83. DOI: 10.18698/0236-3941-2015-1-65-83

[10] Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. С. 212–263.

[11] Федоров С.В., Баянова Я.М., Ладов С.В. Численный анализ влияния геометрических параметров комбинированной кумулятивной облицовки на массу и скорость формируемых взрывом компактных элементов // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 1. С. 150-64.

[12] Федоров С.В., Велданов В.А. К определению размеров кавитационной полости в воде за движущимся с высокой скоростью цилиндрическим телом // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. № 2. С. 15–20.

[13] Федоров С.В., Велданов В.А. Применение сегментированных ударников для формирования каверны в грунтово-скальных преградах // Известия РАРАН. 2012. № 1. С. 43-50.

[14] Жерноклетов М.В., ред. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. 428 с.

[15] Новиков С.А., ред. Взрывчатые вещества. Т. 1. Поведение твердых взрывчатых веществ при механических нагрузках. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2001. 415 с.

[16] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. В 2 т. Т. 1. М.: Физматлит, 2004. 832 с.

[17] Федоров С.В., Баянова Я.М. Особенности гидродинамического режима проникания удлиненных ударников с учетом сжимаемости материалов // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. № 9. С. 45-51.

[18] Forrestal M.J., Frew D.J., Hickerson J.P., Rohwer T.A. Penetration of concrete targets with deceleration-time measurements // International Journal of Impact Engineering. 2003. Vol. 28. No. 5. P. 479–497. DOI: 10.1016/S0734-743X(02)00108-2 URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734743X02001082

[19] Экспериментальные и теоретические исследования влияния механических свойств бетона и бетонных конструкций на характер их деформирования при проникании скоростного ударника / В.А. Велданов, А.Ю. Даурских, Д.Е. Дудик, А.Л. Исаев, М.Ю. Сотский, С.В. Федоров // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 7-3. С. 26-28.

[20] Teland J.A., Sjol H. Penetration into concrete by truncated projectiles // International Journal of Impact Engineering. 2004. Vol. 30. No. 4. P. 447–464. DOI: 10.1016/S0734-743X(03)00073-3 URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734743X03000733