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, 2018, 4, 90- 104

ЧИСЛОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ БОЙОВОГО СПОРЯДЖЕННЯ РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСУ

Мартиненко Г. Ю., Чернобривко М. В., Аврамов К. В., Мартиненко В. Г., Тонконоженко А. М., Кожарін В. Ю.

Мартиненко Г. Ю.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України
Україна

Чернобривко М. В.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України
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

Мартиненко В. Г.
Національний технічний університет «ХПІ» Міністерство освіти і науки України
Україна

Тонконоженко А. М.
Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля»
Україна

Кожарін В. Ю.
Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля»
Україна

      Розглядаються особливості числового моделювання прогнозованого руйнування кріпильних елементів спеціальної ракетної конструкції під дією заданого газодинамічного імпульсного навантаження. Конструкція є збірною, її елементи кріпляться болтовими з'єднаннями та стяжками. Досліджується напружено-деформований стан і час руйнування зібраного бойового спорядження ракетного комплексу. Задача вирішується числовими методами в універсальній програмній системі скінченно-елементного аналізу ANSYS. Пропонується методика числового моделювання руйнування кріпильних елементів, яка включає три етапи й відрізняється від стандартної швидкістю розрахунку та хорошою збіжністю суттєво нелінійної задачі. Запропонований триетапний підхід для моделювання роботи бойового спорядження ракетного комплексу дозволяє враховувати всі фактори його навантаження. На першому етапі досліджується статичний напружено-деформований стан повної конструкції, який виникає в результаті її збирання – затягування болтових з'єднань. На другому етапі досліджується динамічний напружено-деформований стан всієї конструкції при імпульсному навантаженні з урахуванням білінійного закону пластичної течії матеріалів і зміни коефіцієнта тертя в залежності від поточної швидкості ковзання. На третьому етапі досліджується динаміка руйнування статично навантажених кріпильних елементів конструкції під дією сумарного тиску газодинамічного імпульсного навантаження й впливу бойового спорядження, що розлітається. Пластичний плин матеріалу описується на основі моделі зміцнення Купера–Саймондса. Критерієм руйнування є максимальна пластична деформація. Розрахунковий час синхронізується з часом реального навантаження конструкції, що дозволяє прогнозувати момент руйнування кріпильних елементів. Використання запропонованої методики на стадії розробки конструкції дозволяє замінити натурні експерименти числовими дослідженнями.

складана конструкція, кріпильний елемент, газодинамічне імпульсне навантаження, пружно-пластичне деформування, модель зміцнення Купера–Саймондса, метод кінцевих елементів, руйнування елемента

1. Харченко В. В. Моделирование процессов высокоскоростного деформирования материалов с учетом вязкопластических эффектов. Киев: Институт проблем прочности им. Г.С.Писаренко НАН Украины, 1999. 280 с.

2. Ben-Dor G., Dubinsky A., Elperin T. High-Speed Penetration Dynamics: Engineering Models and Methods. World Scientific Publishing, 2013. 311 p.

3. Anderson Ted L. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, Fourth Edition. CRC Press, 2017. 259 p.

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

5. Dursun T., Soutis C. Recent developments in advanced aircraft aluminium alloys. Materials & Design. 2014. Volume 56. P. 862–871.

6. Cadoni E., Singh N. K., Singha M. K., Gupta N. K. Dynamic tensile behavior of multi phase high yield strength steel. Materials & Design. 2012. № 32 (10). Р. 5091–5098.

7. Писаренко Г. С., Лебедев А. А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. К.: Наук. думка, 1976. 416 с.

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

9. Kursun A., Senel M., Enginsoy M. Experimental and numerical analysis of low velocity impact on a preloaded composite plate. Advances in Engineering Software. 2015. V. 90. P. 41–52.

10. Yang Zh. Finite element simulation of response of buried shelters to blast loadings. Finite Elements in Analysis and Design. 1997. V. 24, Is. 3. P. 113–132.

11. Tada Y., Nishihara Sh. Optimum shape design of contact surface with finite element method. Advances in Engineering Software. 1993. V. 18, Is. 2. P. 75–85.

12. Idesman A., Pham D. Accurate finite element modeling of acoustic waves. Computer Physics Communications. 2014. V. 185, Is. 7. P. 2034–2045.

13. Cowper G., Symonds P. Strain hardening and strain-rate effects in the impact loading of cantilever beams. Tech. Rep. Brown University: Division of Applied Mathematics, 1957. 28 р.

14. Dong An., Tian Y. General formula to calculate the fragment velocity of warheads with hollow core. Int J of Imp Engin. 2018. №11 (5). Р. 477–496.

15. Martynenko G. , Chernobryvko M. , Avramov K. , Martynenko V. , Tonkonozhenko A. , Kozharin V. , Klymenko D. Numerical simulation of missile warhead operation. Advances in Engineering Software. 2018. Vol. 123. P. 93–103.

Copyright (©) 2018 Кожарін В. Ю.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка