ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 539.3

Техническая механика, 2018, 4, 90 - 104

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ БОЕВОГО СНАРЯЖЕНИЯ РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА

Мартыненко Г. Ю., Чернобрывко М. В., Аврамов К. В., Мартыненко В. Г., Тонконоженко А. М., Кожарин В. Ю.

Мартыненко Г. Ю.
Национальный технический университет «ХПИ» Министерство образования и науки Украины
Украина

Чернобрывко М. В.
Национальный технический университет «ХПИ» Министерство образования и науки Украины
Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
Украина

Аврамов К. В.
Национальный технический университет «ХПИ» Министерство образования и науки Украины
Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
Украина

Мартыненко В. Г.
Национальный технический университет «ХПИ» Министерство образования и науки Украины
Украина

Тонконоженко А. М.
Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им М. К. Янгеля»
Украина

Кожарин В. Ю.
Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им М. К. Янгеля»
Украина

      Рассматриваются особенности численного моделирования прогнозируемого разрушения крепежных элементов специальной ракетной конструкции под действием заданной газодинамической импульсной нагрузки. Рассматриваемая конструкция является сборной, ее элементы крепятся болтовыми соединениями и стяжками. Исследуется напряженно-деформированное состояние и время разрушения собранного боевого снаряжения ракетного комплекса. Задача решается численными методами в универсальной программной системе конечно-элементного анализа ANSYS. Предлагается методика численного моделирования разрушения крепежных элементов, которая включает три этапа и отличается от стандартной быстротой расчета и хорошей сходимостью существенно нелинейной задачи. Предложенный трехэтапный подход для моделирования работы боевого снаряжения ракетного комплекса позволяет учитывать все факторы его нагружения. На первом этапе исследуется статическое напряженно-деформированное состояние полной конструкции, которое возникает в результате ее сборки – затяжки болтовых соединений. На втором этапе исследуется динамическое напряженно-деформированное состояние всей конструкции при импульсном нагружении с учетом билинейного закона пластического течения материалов и изменения коэффициента трения в зависимости от текущей скорости скольжения. На третьем этапе исследуется динамика разрушения статически нагруженных крепежных элементов конструкции под действием суммарного давления газодинамической импульсной нагрузки и воздействия разлетающегося боевого снаряжения. Пластическое течение материала описывается на основе модели упрочнения Купера–Саймондса. Критерием разрушения является максимальная пластическая деформация. Расчетное время синхронизируется со временем реального нагружения конструкции, что позволяет прогнозировать момент разрушения крепежных элементов. Использование предложенной методики на стадии разработки конструкции позволяет заменить натурные эксперименты численными исследованиями.

составная конструкция, крепежный элемент, газодинамическая импульсная нагрузка, упруго-пластическое деформирование, модель упрочнения Купера–Саймондса, метод конечных элементов, разрушение элемента

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 Мартыненко Г. Ю., Чернобрывко М. В., Аврамов К. В., Мартыненко В. Г., Тонконоженко А. М., Кожарин В. Ю.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика