Numeral simulation of double-layer plate deform process under punch impact

Abstract

У роботі методом скінченних елементів проведено чисельне моделювання процесу ударної взаємодії двошарової пластини (метал -біотканина) cо сталевим пробійником. Рішення нестаціонарної контактної краєвої термовязкопружньопластичної задачі дозволило знайти параметри напружений-деформованого стану в шарах пластини. Аналіз полів деформацій і напру-жень показав, що при неповному проникненні пробійника в пластину область деформації шару біотканини значно переви-щує область локальної деформації металевого шару.Ключові слова: удар, двошарова пластина, біотканина, моделювання, термовязкопружньопластичність, метод скін-ченних елементів.В работе методом конечных элементов проведено численное моделирование процесса ударного взаимодействия двухслой-ной пластины (металл -биоткань) cо cтальным пробойником. Решение нестационарной контактной краевой термовязкоупру-гопластической задачи позволило найти параметры напряженно-деформированного состояния в слоях пластины. Анализ полей деформаций и напряжений показал, что при неполном проникновении пробойника в пластину область деформирова-ния слоя биоткани значительно превышает область локального деформирования металлического слоя.Ключевые слова: удар, двухслойная пластина, биоткань, моделирование, термовязкоупругокопластичность, метод ко-нечных элементов.The numeral simulation of double-layer plate (metal and bio-tissue) deform process under steel punch impact is provided applying the method of finite elements. The solution of non-stationary thermos viscous elastic boundary value problem allowed to find out the parameters of the stress-strain deformed state within the layers of the plate. The analysis of the strain fields and stresses demonstrated that the deformation area of bio-tissue layers considerably exceeds the area of metallic local deformation during the incomplete punch penetration into a plate. The maximum displacement in the bio-tissue layer does not exceed the critical depth of the dent in the metal layer.