Экспериментальное и численное исследование разрушения преград группой высокоскоростных тел

Abstract

Экспериментально и численно в трехмерной постановке исследуются процессы высокоскоростного взаимодействия нескольких компактных тел с преградой конечной толщины. В экспериментах количество частиц в однородном потоке изменялось от двух до семи при варьировании плотности потока (расстояния между частицами). В расчетах моделировалось соударение четырех частиц с преградой при "фронтальном” и несимметричном эшелонированном ударе. Приведены полученные численно конфигурации тел и распределения удельного объема микроповреждений в преграде, экспериментальные данные по изменению площади и массы тыльных откольных элементов. Исследованы особенности деформирования и разрушения преград в зависимости от степени взаимовлияния частиц.

Експериментально і чисельно в тривимірній постановці досліджуються процеси високошвидкісного взаємодії кількох компактних тіл з перешкодою кінцевої товщини. В експериментах кількість частинок в однорідному потоці змінювалося від двох до семи при варіюванні щільності потоку (відстані між частинками). У розрахунках моделювалося співудар чотирьох часток з перешкодою при "фронтальному" і несиметричному ешелонованої ударі. Наведено отримані чисельно конфігурації тіл і розподілу питомої обсягу мікроушкоджень в перешкоді, експериментальні дані щодо зміни площі і маси тильних відкольних елементів. Досліджено особливості деформування і руйнування перешкод в залежності від ступеня взаємовпливу частинок.

High-speed interaction of a group of compact bodies with a target of finite thickness has been experimentally and numerically studied in a 3D formulation. In the experiments, the number of particles in a homogeneous stream ranges from 2 to 7 as the stream density (the distance apart particles) varies. For the calculations, we modeled interaction of four particles with a target on a “frontal attack” (simultaneous impact of all particles along the normal to target) and on a nonsymmetric echeloning (nonsimultaneous) attack. We present numerically found configurations of bodies, distributions of the specific volume of microdamages in the target, as well as experimental data on variation of the area and mass of back spalls. An investigation into deformation and fracture features of targets depending on the degree of particles interference has been performed.