Главная
страница 1
Численное моделирование разрушения твердых тел при интенсивном динамическом нагружении
Герасимов А.В.

НИИ прикладной математики и механики Томского госуниверситета

Томск
При интенсивном динамическом нагружении в твердом теле возникает большое количество трещин, приводящих к образованию фрагментов самых разнообразных форм и размеров. Естественная неоднородность структуры материалов влияет на характер распределения физико-механических характеристик материала по объему рассматриваемого тела и учет данного фактора в уравнениях механики деформируемого твердого тела возможен только при использовании случайного распределения начальных отклонений прочностных свойств от номинального значения. Такие параметры, как предел текучести, предел прочности, максимальные деформации и прочие константы, определяющие момент наступления разрушения в различных теориях прочности и критериях разрушения, напрямую зависят от числа и размера дефектов и должны быть распределены по объему случайным образом, с дисперсией, зависящей от однородности материала. Поэтому при математическом моделировании задач дробления реальных материалов необходимо учитывать характер распределения начальных неоднородностей и вносить определенные возмущения в физико-механические характеристики разрушаемой среды для адекватности численных расчетов экспериментальным данным. В этом случае физико-механические характеристики среды, отвечающие за прочность, считаются распределенными случайным образом по объему материала, и процесс разрушения приобретает вероятностный характер, что соответствует теоретическим представлениям и экспериментальным данным.

Для описания процессов деформирования и дробления твердых тел используется модель прочного сжимаемого идеально упругопластического тела. Основные соотношения, описывающие движение этой среды, базируются на законах сохранения массы, импульса и энергии и замыкаются соотношениями Прандтля-Рейсса при условии текучести Мизеса. Уравнение состояния берется в форме Ми - Грюнайзена.

Для расчета трехмерных упругопластических течений используется методика, реализованная на тетраэдрических ячейках и основанная на совместном использовании метода Уилкинса для расчета внутренних точек тела и метода Джонсона для расчета контактных взаимодействий. Разбиение трехмерной области на тетраэдры происходит последовательно с помощью подпрограмм автоматического построения сетки.
Numerical simulation of the failure of solids under intense dynamic loading

Alexander Gerasimov

Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Tomsk State University

Tomsk


Under intensive dynamic loading in a solid produces a large number of cracks, leading to the formation of fragments of various shapes and sizes. Natural heterogeneity of the structure of materials affects the distribution of physical and mechanical characteristics of the material in terms of the body in question and consideration of this factor in the equations of solid mechanics is only possible with a random distribution of the strength properties of the initial deviations from the nominal value. Parameters such as yield strength, tensile strength, maximum strain and other constants that define the time of the destruction in various theories of strength and failure criteria are directly dependent on the number and size of defects, and must be dispersed in a random manner, with a variance that depends on the uniformity of material. Therefore, in mathematical analysis of the fragmentation of real materials must take into account the distribution of the initial inhomogeneities and make some disturbance in the physical and mechanical characteristics of the destroyed environment for the adequacy of the numerical calculations with experimental data. In this case, the physical and mechanical characteristics of the environment are responsible for the strength, considered to be distributed randomly over the volume of the material, and the process of destruction becomes probabilistic, which corresponds to the theoretical and experimental data.

 To describe the processes of deformation and fragmentation of solids, the model strength compressible elastic perfectly plastic body. Main relations for the motion of the environment, based on the laws of conservation of mass, momentum and energy, and closure relations Prandtl-Reuss provided Mises flow. The equation of state is taken in the form of Mie - Gruneisen.



For the calculation of three-dimensional elastic-plastic flow technique is used, implemented on tetrahedral cells, and based on the joint use of the Wilkins method for calculation of internal points of the body and the Johnson method for calculating the contact interactions. Partition of three-dimensional domain into tetrahedra is consistent with automatic meshing routines.


Смотрите также:
Численное моделирование разрушения твердых тел при интенсивном динамическом нагружении
20.34kb.
1 стр.
Численное моделирование образования наноразмерных структур на поверхности подложек при ионной бомбардировке
35kb.
1 стр.
Тематика конференции
71.1kb.
1 стр.
Телефон/факс для связи: (342) 2-37-85-42 (342) 2-39-12-24 Электронная почта
19.51kb.
1 стр.
Численное моделирование создания релятивистских плазменных сгустков и управлениЯ их движением
25.3kb.
1 стр.
Численное моделирование и разработка комплекса программ исследования теплообмена и ламинарного течения в регулярных продольнооребренных коридорных структурах
465.83kb.
2 стр.
Численное моделирование колебания магнитного диполя в постоянном во времени магнитном поле. Чуриков Михаил Валерьевич
13.67kb.
1 стр.
Конспект интегрированного урока по теме: «Особенности внутреннего строения и свойства газообразных, жидких и твердых тел»
112.17kb.
1 стр.
Лазерные методы получения и осаждения коллоидных систем на поверхность твердых тел 01. 04. 21 Лазерная физика
277kb.
1 стр.
«Три состояния вещества. Различие в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов»
45.12kb.
1 стр.
Моделирование процессов деформирования и разрушения хрупких материалов
501.39kb.
4 стр.
Механика разрушения наноматериалов
52.18kb.
1 стр.