Моделирование разрушения пластины из градиентного материала на основе стали и титана при ударно-волновом нагружении
С.П. Батуев, П.А. Радченко, А.В. Радченко
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
batuev@ispms.ru
Ключевые слова: функционально-градиентный материал, ударно-волновое нагружение, разрушение, упругопластическая деформация, откол, численное моделирование, динамическая прочность
Страницы: 178-187
Аннотация
Разработана и реализована численная модель динамического разрушения пластины из функционально-градиентного материала на основе стали марки Ст.3 и титанового сплава ВТ8 при ударно-волновом нагружении. Численное моделирование выполнено методом конечных элементов в трехмерной постановке с использованием программного комплекса EFES. Для описания свойств градиентного материала введен параметр смешивания, обеспечивающий плавный переход между материалами по толщине пластины. Проведены численный тест, аналогичный тесту Тейлора, и моделирование соударения алюминиевого ударника с непрерывно-градиентной преградой, что позволило оценить остаточные деформации, профили давления и условия возникновения откольного разрушения. Установлено, что направление градиента Ст.3 → ВТ8 обеспечивает эффективное рассеяние ударной волны и подавление откольного разрушения, тогда как противоположно направленный градиент приводит к локализации растягивающих напряжений и формированию откольного фрагмента. Полученные численно значения толщины откола хорошо согласуются с экспериментальными данными, что подтверждает адекватность модели, предложенной для прогнозирования динамической прочности функционально-градиентных структур при высокоскоростных нагрузках
DOI: 10.15372/PMTF202515665
EDN: ZZAOXW
|
