Краус А.Е. Шабалин И.И.
Моделирование процесса удара по бронеэлементам индивидуальной защиты
Reporter: Краус А.Е.
Рассматривается двумерная, нестационарная задача о взаимодействии однородного ударника с преградой, выполненной в виде смесей твердых веществ, например, алюминия и карбида бора или титан и карбид бора. За которой находится объект размером много большей толщины пластины из желатина, для имитации человеческого тела.
Цель работы: поиск приемлемых массогабаритных параметров защитного элемента бронежилета изготовленного из гетерогенных композиций для снижения ударного воздействия на человека ниже характеристик приводящих к летальному исходу.
Для описания поведения среды используется система уравнений сохранения массы, импульса и энергии, которая замыкается уравнением состояния твердого вещества. Так как аналитически решить уравнения не представляется возможным, то используется численный метод, а именно, явная разностная схема. Для нее задаются начальные данные и граничные условия.
Рассмотрены три модели смеси:
1. аддитивный подход к построению свойств материала - представляет собой сплошной материал с заданной массовой концентрацией компонент смеси в объеме счетной области;
2. слоистая среда - каждый слой обладает свойствами и характеристиками заданных материалов;
3. прямое численное моделирование гетерогенного материала – по заданным концентрациям компонент смеси задается распределение их в объеме счетной области.
Ударник представляет собой деформируемый стальной сердечник пули однородного материала.
Проведено сравнение результатов моделирования по различным подходам. Можно сделать вывод, что преграда (B4C-сталь) на основе прямого численного моделирования градиентного материала обладает наилучшими массогабаритными показателями.
To reports list