Механика

Исследование процесса пробития алюминиевых преград сферическим ударником в диапазоне от 460 до 700 м/с

М. Ю. Орлов, В. П. Глазырин, Т. В. Фазылов

Томский государственный университет, г. Томск, Российская Федерация

Аннотация: Численно изучен процесс пробития сферическим ударником однородных и упрочненных алюминиевых преград в диапазоне начальных скоростей от 460 до 700 м/с. В качестве упрочненных образцов рассмотрены алюминиевые образцы с завышенными значениями предела текучести, откольной прочности и удельной работы сдвиговых пластических деформаций. Материал моделировался упруго-пластической, пористой, сжимаемой средой с учетом свойств прочности, ударно-волновых явлений и совместного образования разрушений по типу отрыва и сдвига. Определяющие соотношения задавались уравнениями Прандтля–Рейса при условии текучести Мизеса. Уравнение состояния выбрано в форме Уолша. В качестве основного инструмента исследований использовался численный лагранжев метод, расчетная часть которого дополнена механизмами расщепления расчетных узлов и разрушения расчетных элементов. Расчеты проведены в двумерной осесимметричной постановке при помощи последней версии конечно-элементного решателя «Удар.Ос.2». Проведен анализ чувствительности сетки и предложена наиболее эффективная конечно-элементная модель. Расчетами установлено, что во всех случаях упрочнение образцов приводило к повышению их ударной стойкости. Хотя преграды были насквозь пробиты, образцы с завышенным значением сдвиговой прочности оказывали большее сопротивление действию ударника. Баллистические кривые совпадали на некоторых стадиях процесса, а выбитая из преград «пробка» имела разрушения средней и сильной степени.

Ключевые слова: высокоскоростной ударник, алюминиевая мишень, модель и метод, пробитие и проникание, ударная стойкость.

УДК: 539.3

Поступила в редакцию: 25.09.2025

DOI: 10.14529/mmph250409