Анализ влияния технологических погрешностей менисковых облицовок на динамику взрывного формирования высокоскоростных стержневых элементов

На основе численного трехмерного моделирования взрывного нагружения менисковых облицовок в системе координат Лагранжа исследовано влияние разнотолщинности облицовок в окружном направлении, представляемой в виде суммы элементарных тригонометрических гармоник, на кинематические характеристики и геометрические параметры формируемых высокоскоростных элементов. Реализован подход к моделированию малых по амплитуде гармонических составляющих разнотолщинности облицовки, основанный на принудительном незначительном искажении осесимметричной расчетной сетки. Для оценки формы высокоскоростных элементов, их поперечной и угловой скоростей движения разработана методика построения проекций контура высокоскоростного элемента на координатные плоскости и оценки положения его оси симметрии. С помощью разработанной методики установлена наиболее значимая кинематическая характеристика - угловая скорость, приобретаемая высокоскоростными элементами под влиянием разнотолщинности облицовок. Проведенные расчеты с учетом одновременного присутствия нескольких гармоник в структуре разнотолщинности облицовок позволили квалифицировать суперпозицию гармоник как одну из причин возможного нарушения симметрии высокоскоростных элементов в радиальном и осевом направлениях, а также их разрушения.

Литература

[1] Takanao Saiki, Hirotaka Sawada, Chisato Okamoto, Hajime Yano, Yasuhiko Takagi, Yasuhiro Akahoshi, Makoto Yoshikawa. Small carry-on impactor of Hayabusa 2 mission, Acta Astronautica. March-April 2013. Vol. 84. P. 227-236.

[2] Hutchinson J.W., Koiter W.T. Postbuckling theory // Applied Mechanics Reviews. 1970. Р 1353-1366.

[3] Асмоловский Н.А., Баскаков В.Д., Тарасов В.А. Анализ влияния периодических возмущений на формирование высокоскоростных стержневых элементов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 8. С. 8-14.

[4] Баскаков В.Д., Тарасов В.А., Колпаков В.И., Софьин А.С. Методика оценки влияния погрешностей конструкции снарядоформирующих зарядов на кучность попадания в цель и пробивное действие удлиненных поражающих элементов // Оборонная техника. 2010. № 1-2. С. 90-97.

[5] Колпаков В.И., Баскаков В.Д., Шикунов Н.В. Математическое моделирование функционирования снарядоформирующих зарядов с учетом технологических асимметрий // Оборонная техника. 2010. № 1-2. С. 82-89.

[6] Колпаков В.И. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств // Электронный журнал "Наука и образование: электронное научно-техническое издание" МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 02 (77-30569/334177).

[7] Herve Couque and Remi Boulanger. EFP Simulations with Johnson-Cook Models. 23rd International Symposium on ballistics Tarragona. Spain 16-20 April 2007. Vol. I. P. 255-262.

[8] Johnson G.R., Stryk R.A. Some considerations for 3D EFP computations // International Journal of Impact Engineering. October 2006. Vol. 32. Iss. 10. P. 16211634.

[9] Johnson G.R., Stryk R.A. Symmetric contact and sliding interface algorithms for intense impulsive loading. Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 2001. Vol. 190. Iss. 35-36. Р 4531-4549.

[10] Beissel S.R., Johnson G.R. Large-deformation triangular and tetrahedral element formulations for unstructured meshes. Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 2000. Vol. 18. Iss. 3-4. Р. 469-482.

[11] Lou Jianfeng, Hong Tao, Liang Longhe, Han Bing. Numerical simulation of formation of EFP with charge of aluminized high explosive // 23rd International Symposium on ballistics Tarragona. Spain 16-20 April 2007. Vol. II. Р. 1265-1271.

[12] Jian-qing Liu, Wen-bin Gu, Ming Lu, Hao-ming Xu, Shuang-zhang Wu. Formation of explosively formed penetrator with fins and its flight characteristics. Defence Technology. June 2014. Vol. 10. Iss. 2. P. 119-123.

[13] Asmolovskiy N., TkachukA., Bischoff M. Numerical approaches to stability analysis of cylindrical composite shells based on load imperfection // Engineering Computations. 2015. Vol. 32. Iss. 2.

[14] Скворцов А.В. Триангуляция Делоне и ее применение. Томск: Изд-во Томского университета, 2002. 128 с.

[15] Bentley J.L. Multidimensional binary search trees used for associative searching. Communications of the ACM. 1975. Vol. 18. Iss. 9. Р. 509-517.

[16] Колпаков В.И., Баскаков В.Д., Кружков О.А., Шикунов Н.В. Оценка влияния технологических факторов на кинематические параметры удлиненного поражающего элемента кумулятивного заряда // Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны: Труды междунар. конф. IX Харитоновские тематические научные чтения. 2007. С. 585-590.