Логин:
Пароль:

Работа №1633
Название работы
Теоретико - экспериментальное исследование поведения перспективных материалов при ударных нагрузках
Автор работы
Орлов Максим Юрьевич
Дата начала работы Дата окончания работы
2010-10-05 2012-11-30
Аннотация
Проведение теоретических и экспериментальных исследований по выяснению основных механизмов и закономерностей высокоскоростного деформирования и разрушения перспективных для космической отрасли материалов и конструкций в широком диапазоне начальных условий нагружения, а также привлечение и закрепление талантливой молодежи, защита ими магистерских, кандидатских и докторских диссертаций. Запланировано развитие физико-математической модели деформирования и разрушения перспективных для космической отрасли материалов, а также расширение наших знаний о поведении материалов под нагрузкой. Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Министерство образования и науки Российской Федерации Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Цель работы – создание эффективных численных методов исследования процессов ударно-волнового и взрывного нагружения перспективных материалов Основным методом получения научных результатов является метод математического моделирования рассматриваемых задач на ЭВМ на основе модификаций метода Джонсона. Инструментарий, использованный при выполнении работы: персональные компьютеры, вычислительный кластер СКИФ Cyberia ТГУ и их программное обеспечение, а также баллистический стенд с высокточными приборами регистрации быстропротекающих процессов. Рассматриваются следующие задачи: Проведение аналитического обзора научно-технического и патентного литературы, Разработка физико-математической модели поведения перспективных материалов при ударных нагрузках, Создание программного комплекса для решения многокотактных динамических задач механики деформируемого твердого тела. В настоящем отчете, в соответствии с календарным планом по проекту, дан аналити-ческий обзор современного состояния исследований по всем рассматриваемым задачам, представлено обоснование выбранных направлений исследований. Приведены результаты теоретических и численных исследований по первому этапу проекта. ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (стр.80-117)
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201057715 Дата регистрации ИК: 2010-11-30
Промежуточный реферат №2
Предметом исследования являются процессы, протекающие в твердых телах при высокоскоростном ударе. Цель работы - исследование поведения перспективных для ракетно-космической отрасли материалов при ударных нагрузках, получение новых экспериментальных данных для проведения вычислительных экспериментов по выяснению основных механизмов и закономерностей процессов их деформирования и разрушения. Проведены тестовые вычислительные эксперименты и сравнение с эксперимен-тальными результатами с целью установления адекватности физико-математической модели и проверки работы програмного комплекса, а также достоверности результатов численного моделирования. Решены тестовые задачи о соударении двух одинаковых стальных цилиндров, за-дача о соударении стального цилиндра с жесткой стенкой, задачи о пробитии стальным ударником однородных, двухслойных и разнесенных преград. Решена задача о глубоком внедрении удлиненных и сегментированных ударников в толстые преграды и задача об образование откольных тарелок при ударе. Проведены баллистические эксперименты для построения полуэмпирических кри-териальных соотношений, связывающих предельное условие сквозного пробития алюми-ниевой преграды с теплозащитным покрытием с начальными данными взаимодействия. Получены новые интегральные характеристики процессов взаимодействия твердых тел, необходимые для проведения дальнейших вычислительных экспериментов на разных эта-пах проекта. Проведены мероприятия по закреплению молодых кадров в сфере науки и инноваций: организован физико-математический кружок \\\"Юный механик\\\"; опубликована статьи в материалах конференций, для дальнейшего развития программно-го комплекса получена поддержка \\\"Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере\\\" программой \\\"У.М.Н.И.К
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201159207 Дата регистрации ИК: 2011-07-18
Промежуточный реферат №3
Цель работы - исследование поведения неоднородных пластин при ударно-волновом нагружении. Численный лагранжев метод дополнен механизмами расщепления и разрушения расчетных узлов и элементов. Использовались методы механики сплошных сред, методы численного моделирования, планирования эксперимента, передовые экспериментальные методики исследования быстропротекающих процессов в твердых телах. Методы распа-раллеливания алгоритмов при помощи библиотек Open MPI. Методы решения современ-ных динамических многоконтактных задач МДТТ. Для проведения вычислительных экспериментов использовались стандартные ПЭВМ типа Пентиум и суперкомпьютер СКИФ-Cyberia (Т-платформы). Для проведения физических экспериментов использовался баллистический стенд, созданный на базе пороховой метательной установки ЛГУ-84. Получены новые расчетные и экспериментальные данные по ударно-волновому нагружению неоднородных материалов и конструкций, спрогнозировано поведение неод-нородных алюминиевых пластин с инородными включениями под нагрузкой. Получены диаметры пробоин и запреградные скорости частиц при пробитии имитатора защиты топ-ливного бака. Защищена кандидатская диссертация, подготовлены статьи, разработаны тесты для физико-математического кружка "Юный механик". Планируются совместные работы с МГТУ им. Н.Э. Баумана. Решением ученого совета НИ ТГУ студенческая работа выдвинута для участия в конкурсе Министерсва образования и науки на лучшую работу.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201162310 Дата регистрации ИК: 2011-11-21
Промежуточный реферат №4
Цель работы - исследование поведения элементов летательных аппаратов при ударно-взрывных нагрузках на предмет их ударной стойкости. В качестве основного инструмента исследований использовался численный лагранжев метод, расчетная часть которого дополнена механизмами расщепления расчетных узлов и разрушения расчетных элементов. Оригинальность метода заключается в новом способе выделения поверхностей разрывов сплошности материалов не накладывающим серьезных ограничений на решение динамических многоконтактных задач механики деформируемого твердого тела. Разработана новая физико-математическая модель фрагментарного разрушения материалов с учетом вероятностного подхода. Основная система уравнений базируется на фундаментальных законах сохранения. Продукты детонации моделируются невязким теплопроводным газом. Критерий разрушения выбран в классическом виде. Используется упрощенный вариант вероятностного механизма разрушения. Проведены тестовые расчеты задаче о распаде разрыва и разрушения кольца, одетого в металлическую трубу, заполненную ВВ. Решены тестовые задачи о пробитии компактным элементом однородных и двухслойных металлических преград. Сравнение расчетных и экспериментальных данных подтвердило достоверность результатов численного моделирования. Изучено действие группы тел по различным элементам авиационной и космической технике с целью прогноза их стойкости. Впервые решена прикладная задача о соударении кластера из шести сферических элементов с двумя преградами при различных начальных условиях. Проанализированы картины и области разрушения соударяющихся тел в диапазоне начальных скоростей от 300 до 1500 м/с. Вычислены диаметры пробоин, время пробития, а также запреградная скорость осколков.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201259829 Дата регистрации ИК: 2012-07-13
Заключительный реферат
Объектом исследования является поведения перспективных материалов при ударных нагрузках. Цель работы―проведение параметрических исследований по ударному взаимодействию твердых тел, имитирующих отдельные элементы летательных аппаратов, в интересах ракетно-космической отрасли и выработка рекомендаций по использованию полученных результатов. В процессе работы проводились теоретико-экспериментальные исследования быстропротекающих процессов в твердых телах с использованием современных методов решения динамических многоконтактных задач и экспериментального баллистического стенда с высокоточными приборами регистрации быстропротекающих процессов. Выявлено: присутствие градиентной подложки с лицевой стороны преграды увеличивает в дозвуковом диапазоне скоростей ударную стойкость конструкции и давление в центре ударника, замедляет процесс пробития, снижает объем разрушений материала преграды. Вычислительные эксперименты по параметрическому исследованию влияния формы головной части ударника (ФГЧУ) на конечную стадию его взаимодействия с преградой показали, что влияние ФГЧУ на пробитие ударником тонких преград нужно рассматривать в совокупности с параметрами удара и физико-механическими свойствами материала преграды. В случае глубокого проникания ударник с более обтекаемой головной частью обладает большей проникающей способностью. Проведенные баллистические эксперименты по высокоскоростному нагружению компактными элементами корпусов топливных баков космических аппаратов показали, что сетки повышают защитные свойства конструкции.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201263074 Дата регистрации ИК: 2012-11-27
Заказчик
Министерство образования и науки РФ, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.2.2 Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук,Лот 3, 2010-1.2.2-111-017 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук по следующим областям: - математика; - механика; - информатика», заявка № 2010-1.2.2-111-017-, ГК № 14.740.11.0585 от 05 октября 2010
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
30.19.29 ( МЕХАНИКА. Механика деформируемого твердого тела. Разрушение. )
30.19.53 ( МЕХАНИКА. Механика деформируемого твердого тела. Прочность строительных конструкций. )
30.19.57 ( МЕХАНИКА. Механика деформируемого твердого тела. Прочность материалов. )
539.42; 539.375; 539.4:624.01:620.22; 543789 2010-1.2.2-111-017 14.740.11.0585
Ключевые слова
физико-математическая модель, физический и вычислительный эксперимент, ударно-волновое нагружение, новые материалы, ракетно-космическая отрасль, новые ударостойкие защиты
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99