The Algorithm of Calculation of the Shell Thickness, Overcome Spherical Body

Abstract

Представлен алгоритм расчета оптимальной толщины преграды, преодолеваемой сфериче-ским телом с заданными геометрическими, кинематическими и физико-механическими пара-метрами. Алгоритм основан на анализе деформации преграды и сферического тела. В методи-ке расчета используется минимум параметров тела и преграды, представленных в соответ-ствующих справочных материалах. Методика не требует дорогостоящих механических и бал-листических испытаний, основана на расчете баланса энергий: энергии деформирования пре-грады и сферического тела, энергии по перемещению тела вплоть до возникновения предель-ных напряжений, приводящих к разрушению преграды, и первоначальной кинетической энер-гии сферического тела. Приведен пример использования методики (алгоритма) расчета, кото-рый показал достаточно точное совпадение экспериментальных и теоретических данных.Ключевые слова: тонкостенная пластическая преграда, сферическое тело, кинетическая энергия, энергия деформации, пластический модуль, оптимальная толщина преграды, мето-дика определения толщины. ВведениеОпределение оптимальной толщины оболочки, пробиваемой перемещающимся телом (снарядом), всегда было актуальной задачей в разных отраслях промышленности, особенно в военной, при проектировании защитных кожухов, переносных щитов, заборов и т. д. Именно поэтому задача создания и совершенствования методики расчета и оценки пробиваемости пла-стической преграды летящим сферическим телом, несомненно, актуальна.Существующие методы расчета толщины преграды, преодолеваемой сферическим те-лом, как правило, имеют эмпирический характер, т. е. требуют проведения дорогостоящего экс-перимента (испытания), который не всегда можно реализовать. В частности, в работах [1, 2] приведены графики баллистических испытаний с эмпирическими формулами, на основании ко-торых определяется толщина пробиваемой преграды. Для расчета толщины преграды из другого материала требуется проведение аналогичного дорогостоящего испытания.Целью нашего исследования являлась разработка методики расчета толщины тонко-стенной пластической преграды, преодолеваемой сферическим телом, при минимуме физико-механических и кинематических параметров материалов преграды и тела. Алгоритм расчета толщины преграды, преодолеваемой движущимся теломРассмотрим шарообразный снаряд радиусом R, м; плотностью ρ, кг/м 3 ; движущийся с первоначальной скоростью v, м/с. Характеристики материала снаряда: условный предел те-кучести -σ 02с , Па; предел прочности -σ В с, Па; относительное сужение при разрыве -ψ с.Преграда -первоначальная толщина S, м. Характеристики материала: предел прочно-сти σ В п, Па; условный предел текучести σ 02п, Па; относительное сужение при разрыве -Ψ п .Допущения: -пренебрегаем упругими свойствами снаряда и преграды; -вся кинетическая энергия снаряда переходит в работу по перемещению снаряда и по деформации преграды и снаряда; ISSN 2072-9502. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Óïðàâëåíèå, âû÷èñëèòåëüíàÿ òåõíèêà è èíôîðìàòèêà. 2017. ¹ 1 8 -пренебрегаем краевыми эффектами на периферии преграды (ее площадь покрывает зо-ну пластической деформац...