Численный анализ влияния скорости и прочности удлиненных ударников из высокоплотного сплава на глубину их проникания в стальную преграду

На основе численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред исследовано влияние скорости и прочности материала удлиненных ударников из высокоплотного сплава на глубину их проникания в полубесконечную стальную преграду. Скорость ударников составляла от 1400 до 2000м/с и соответствовала реализации гидродинамического режима взаимодействия с уменьшением длины ударника в процессе проникания в результате растекания его материала. Расчеты проведены с использованием разработанного вычислительного алгоритма свободных лагранжевых точек, позволяющего моделировать поведение материалов в условиях взрывного и ударного нагружения. Установлено, что зависимость глубины проникания ударника от предела текучести его материала носит немонотонный характер и имеет точку экстремума, соответствующую максимуму пробития. С увеличением скорости ударника экстремум становится менее выраженным и смещается в сторону более высоких значений предела текучести.

Литература

[1] 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 взрыва и удара. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 516 с.

[2] Сагомонян А.Я. Проникание. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1974. 300 с.

[3] Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 600 с.

[4] Алексеевский В.П. К вопросу о проникании стержня в преграду с большой скоростью // Физика горения и взрыва. 1966. Т. 2. № 2. С. 99-106.

[5] Tate A. A theory for the deceleration of long rods after impact // J. Mech. Phys. Solids. 1967. Vol. 15. No. 6. P. 387-399.

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

[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. № 2. С. 73-80.

[9] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И.и др. Расчет проникания недеформируемых ударников в малопрочные преграды с использованием данных пьезоакселерометрии // ЖТФ. 2011. Т. 81, Вып. 7. С. 94-104.

[10] Федоров С.В., Велданов В.А. Численное моделирование формирования каверны в грунте при воздействии потока высокоскоростных металлических ударников // ЖТФ. 2006. Т. 76. Вып. 7. С. 134-137.

[11] Федоров С.В. К определению глубины проникания пористых ударников при гиперскоростном взаимодействии // ЖТФ. 2007. Т. 77. Вып. 10. С. 131-134.

[12] Федоров С.В., Велданов В.А. К определению размеров кавитационной полости в воде за движущимся с высокой скоростью цилиндрическим телом // ЖТФ. 2013. Т. 83. Вып. 2. С. 15-20.

[13] Magness L.S., Kapoor D. Tungsten composite materials with alternative matrices for ballistic applications // Proc. of the Fifth Intern. Conf. on Tungsten, Hard Metals and Refractory Alloys. Princeton, N. Jersey, 2000. P. 15-23.

[14] Поварова К.Б., Макаров П.В., Ратнер А.Д. и др. Тяжелые сплавы типа ВНЖ-90. Влияние легирования и режимов получения порошков вольфрама на их строение, микроструктуру и свойства спеченных сплавов // Металлы. 2002. № 4. С. 39-48.

[15] Златин Н.А. О роли сжимаемости в процессе динамического деформирования пластичных тел // Некоторые проблемы прочности твердого тела. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 222-229.

[16] Федоров С.В., Баянова Я.М. Особенности гидродинамического режима проникания удлиненных ударников с учетом сжимаемости материалов // ЖТФ. 2011. Т. 81. Вып. 9. С. 45-51.

[17] Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. 464 с.

[18] Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках / под ред. М.В. Жерноклетова. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. 428 с.

[19] Высокоскоростные ударные явления / под ред. В.Н. Николаевского. М.: Мир, 1973. 538 с.