Расчет высокоскоростного движения инерционной модели при входе в воду и ее взаимодействие с металлической преградой

Рассматривается начальная стадия высокоскоростного проникания иглообразного металлического тела в воду и взаимодействие его с металлической преградой. Расчет проводится в рамках механики сплошной среды: для твердого тела предложена упругопластическая модель с учетом разрушения, для воды - гидродинамическая модель. В рассматриваемом диапазоне скоростей 1.0–2.5 км/с при входе тела в воду реализуется режим развитой кавитации, наблюдается пластическая деформация головной части ударника, а в отдельных случаях его разрушение, что приводит к повышению сопротивления движению. 

1. Афанасьева С.А., Чернышев С.А., Югов Н.Т. Численный анализ наклонного проникания упругопластического тела со звездообразным поперечным сечением // ДАН СССР. 1991. Т.316, № 3. С.534−538.

2. Афанасьева С.А., Трушков В.Г. Численное моделирование метеоритного удара по горной породе и воде // Изв. РАН. МТТ. 1997. № 4. С.77−85.

3. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.1. М.: Наука, 1973. 536 с.

4. Белов Н.Н., Демидов В.Н., Хабибуллин М.В. и др. Компьютерное моделирование динамики высокоскоростного удара и сопутствующих физических явлений // Изв. вузов. Физика. 1992. № 8. С.5−48.

5. Баум Ф.А., Орленко Л.П., Станюкович К.П. и др. Физика взрыва. М.: Наука, 1975. 704 с.

6. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М.: Наука, 1966. 232 с.

7. Новацкий В.К. Волновые задачи теории пластичности. М.: Мир, 1978. 312 с.

8. Поздеев А.А., Трусов П.В., Няшин Ю.И. Большие упругопластические деформации: теория, алгоритмы, приложения. М.: Наука, 1986. 232 с.

9. Коларов Д., Балтов А., Бончева Н. Механика пластических сред. М.: Мир, 1979. 304 с.

10. Майборода В.П., Кравчук А.С., Холин Н.Н. Скоростное деформирование конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1986. 264 с.

11. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 272 с.

12. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.2. М.: Наука, 1973. 584 с.

13. Грин А., Адкинс Дж. Большие упругие деформации и нелинейная механика сплошной среды. М.: Мир, 1965. 455 с.

14. Григорян С.С. Об основных представлениях динамики грунтов // ПММ. 1960. Т.24. Вып.6. С.1057−1072.

15. Бушман А.Б., Канель Г.И., Ни А.Л., Фортов В.Е. Теплофизика и динамика интенсивных импульсных воздействий. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1988. 200 с.

16. Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996. 408 с.

17. Ахмадеев Н.Х. Динамическое разрушение твердых тел в волнах напряжений. Уфа: БФАН СССР, 1988. 168 с.

18. Глушак Б.Л., Новиков С.А., Рузанов А.И., Садырин А.И. Разрушение деформируемых сред при импульсных нагрузках. Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 1992. 193 с.

19. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов / Под ред. М.А.Мейерса, Л.Е.Мурр. М.: Металлургия, 1984. 512 с.

20. Курран Д.Р. Динамическое разрушение. Динамика удара. М.: Мир, 1985. С.257−293.

21. Никифоровский В.С., Шемякин Е.И. Динамическое разрушение твердых тел. Новосибирск: Наука, 1979. 272 с.

22. Качанов Л.М. Основы механики разрушений. М.: Наука, 1974. 312 с.

23. Курран Д.Р., Симэн Л., Шоки Д.А. Микроструктура и динамика разрушения. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. М.: Металлургия, 1984. С.387−412.

24. Екобери Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел. М.: Металлургия, 1971. 264 с.

25. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982. 334 с.

26. Шермегор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 400 с.

27. Черемской П.Г., Слезов В.В., Бетехтин В.И. Поры в твердом теле. М.: Энергоатомиздат, 1990. 376 с.

28. Johnson J.N. Dynamic fracture and spallation in ductile solids // J. Appl. Phys. 1981. V.52, N 4. P.2812−2825.

29. Herrmann W. Constitutive equation for the dynamic compaction of ductile porous materials // J. Appl. Phys. 1969. V.40, N 6.P.2490−2499.

30. Глушак Б.Л., Куропатенко В.Ф., Новиков С.А. Исследование прочности материалов при динамических нагрузках. Новосибирск: Наука, 1992. 295 с.

31. Жуков А.В. Константы и свойства уравнений состояния с линейной p-ρ-ε связью // Механика деформируемого твердого тела: сб. статей. Томск, 1990. С.43−46.

32. Carroll M.M., Holt A.C. Static and dynamic pore-collapse relations for ductile porous materials // J. Appl. Phys. 1972. V.43, N 4. P.1626−1635.

33. Белов Н.Н., Корнеев А.И., Николаев А.П. Численный анализ разрушения в плитах при действии импульсных нагрузок // ПМТФ. 1985. № 3. С.132−136.

34. Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. С.212–263.

35. Майнчен Д., Сак С. Метод расчета «Тензор» // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. С.185−211.

36. Хабибуллин М.В. Численное моделирование взаимодействия высокоскоростного ударника с системой пространственно разнесенных мишеней // ВАНТ. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 1997. Вып.3. С.18−24.

37. Савченко Ю.Н., Зверховский А.Н. Методика проведения экспериментов по высокоскоростному движению инерционных моделей в воде в режиме суперкавитации // Прикл. гидромех. 2009. Т.11, № 4. С.69−75.