КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ РЕШЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ДЕФОРМИРОВАНИЯ MHS-ЗАПОЛНИТЕЛЯ ПРИ УДАРНОМ НАГРУЖЕНИИ

Аннотация

Рассматривается задача динамического деформирования демпфирующих элементов конструкций из MHS-заполнителя (Metal Hollow Spheres) - пористого материала, получаемого путем соединения однородных металлических полых сфер. MHS-заполнитель моделируется континуально однородной, ортотропной, физически нелинейной средой. Решение определяющей системы уравнений основывается на моментной схеме метода конечных элементов и явной конечно-разностной схеме интегрирования по времени типа «крест». Рассмотрена осесимметричная задача потери устойчивости и закритического поведения титановой сферической оболочки при ее сжатии между двумя недеформируемыми плитами, сближающимися с постоянной скоростью. По результатам численного решения задачи построена зависимость контактной силы от перемещения плит, на основании которой были определены диаграмма деформирования и параметры математической модели MHS-заполнителя. С применением полученных данных решена задача о падении плиты на набор сферических оболочек, расположенных на неподвижном основании. Как показал анализ результатов расчетов, разработанная вычислительная модель позволяет с приемлемой точностью определять интегральные параметры деформирования MHS-заполнителя (контактные силы, смещения, скорости смещения) и оценивать его демпфирующие свойства.

Ключевые слова: демпфер, пористый заполнитель, ударное нагружение, метод конечных элементов.