ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 539.3

Технічна механіка, 2020, 2, 57 - 65

ЧИСЛОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОЗДІЛЕННЯ КОНІЧНОЇ ОБОЛОНКИ ПРИ СПРАЦЮВАННІ СТРІЧКОВОГО ЗАРЯДУ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2020.02.057

Бреславський Д. В., Сєнько А. В., Татарінова О. А., Чернобривко М. В., Аврамов К. В.

Бреславський Д. В.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України,
Україна

Сєнько А. В.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України,
Україна

Татарінова О. А.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України,
Україна

Чернобривко М. В.
Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України,
Україна

Аврамов К. В.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України,
Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України,
Україна

      Розглядається задача про руйнування тонкої замкнутої усіченої конічної алюмінієвої оболонки, навантаженої вздовж твірної стрічковим зарядом вибухової речовини, яка моделює розділення головного обтічника ракети в польоті. Загальний напружено-деформований стан в оболонці при нестаціонарному навантаженні визначається з розв’язку задачі за методом скінченних елементів. Отриманий розв’язок використовується як початкові умови для задачі аналізу руйнування максимально навантаженої смуги, що розташована уздовж твірної. Для цієї смуги розв’язується плоска початково-крайова задача непружного деформування. При математичному моделюванні використовуються: рівняння стану, що включає пластичний плин матеріалу, сформульоване щодо швидкостей непружної деформації у формі деформаційного зміцнення; кінетичне рівняння для параметру пошкоджуваності. Константи динамічних властивостей матеріалу визначені з експериментальних даних, що отримані в експериментах при складному напруженому стані. З скінченно-елементного моделювання визначаються місця виникнення макродефектів і оцінюється час їх виникнення. Для реалізації запропонованої математичної моделі розроблено програмне забезпечення, яке дозволяє проводити уточнення скінченно-елементних схем з виключенням із розрахунку зруйнованих частин і визначати час розвитку тріщини для різних режимів навантаження. Верифікація запропонованого методу проводиться шляхом порівняння результатів розрахунку з експериментальними кривими вибухового деформування, а також з даними, що отримані при розв’язанні цієї задачі в програмній системі скінченно-елементного аналізу ANSYS на основі моделі зміцнення Купера–Саймондса для 3D геометричної моделі.
     

усічена конічна оболонка, стрічковий заряд вибухової речовини, непружне пластичне деформування, деформаційне зміцнення, параметр пошкоджуваності, модель зміцнення Купера–Саймондса, метод скінченних елементів, розділення оболонки

1. Cristescu N. Dynamic plasticity. Amsterdam: North Holland, 2004. 614 p.

2. Kukydzanov V. N. Numerical Continuum Mechanics. De Gruyter. 2013. 428 p.

3. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Wood D. D. The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics. Butterworth-Heinemann, 2014. 624 p.

4. Chaboche J. L. A review of some plasticity and viscoplasticity constitutive equations. International Journal of Plasticity. 2008. Vol. 24. P. 1642–1693. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2008.03.009

5. Erdogan E. Fracture Mechanics. International Journal of Solids and Structures. 2000. 37. P. 171–183. https://doi.org/10.1016/S0020-7683(99)00086-4

6. Кукуджанов В. Н. Компьютерное моделирование деформирования, повреждаемости и разрушения неупругих материалов и конструкций. М.: МФТИ, 2008. 212 с.

7. Gato C. Detonation-driven fracture in thin shell structures: Numerical studies. Applied Mathematical Modelling. 2010. Vol. 34. Issue 12. P. 3741–3753. https://doi.org/10.1016/j.apm.2010.02.011

8. Гудрамович В. С. Моделирование напряженно-деформированного состояния оболочечных конструкций ракетной техники и энергетики. Техническая механика. 2013. С. 97–104.

9. Pandey V. B., Singh I. V., Mishra B. K., Ahmad S., Rao A. V., Kumar V. Creep crack simulations using continuum damage mechanics and extended finite element method. Int J. of Damage Mech. 2019. Vol. 28. Issue 1. P. 3–34. https://doi.org/10.1177/1056789517737593

10. Chernobryvko M., Avramov K., Uspensky B., Tonkonogenko A., Kruszka L. Model of segmentation of rocket fairings due to the action of a cumulative charge, EDP Sciences: EPJ Web of Conferences. 2018. № 183, 04009. P. 1–4. https://doi.org/10.1051/epjconf/201818304009

11. Breslavsky D., Kozlyuk A., Tatarinova O. Numerical simulation of two-dimensional problems of creep crack growth with material damage consideration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Applied mechanics. 2018. Vol. 2. № 7 (92). P. 27–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.119727

12. Мартыненко Г. Ю., Чернобрывко М. В., Аврамов К. В., Мартыненко В. Г., Тонконоженко А. М., Кожарин В. Ю. Численное моделирование работы боевого снаряжения ракетного комплекса. Технічна механіка. 2018. № 4. С. 90–104. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2018.07.001

Copyright (©) 2020 Бреславський Д. В., Сєнько А. В., Татарінова О. А., Чернобривко М. В., Аврамов К. В.

Copyright © 2014-2020 Технічна механіка