КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БОЛЬШИХ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ В СКАФАНДРЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСА ПЕРЕГРУЗКИ

Аннотация

Рассматривается осесимметричная задача о больших деформациях свинцовой сферической оболочки, заключенной в алюминиевый скафандр, под действием импульса перегрузки. Деформирование оболочки описывается с позиций механики упруговязкопластических сред в переменных Лагранжа. Кинематические соотношения определяются в метрике текущего состояния. Уравнения состояния принимаются в форме теории течения с изотропным упрочнением. Контактное взаимодействие оболочки и скафандра моделируется условиями непроникания с учетом трения. Численное решение задачи при заданных граничных и начальных условиях основано на моментной схеме метода конечных элементов и явной схеме интегрирования по времени типа «крест». Для дискретизации по пространственным переменным применяются четырехузловые изопараметрические конечные элементы с билинейными функциями формы. Как показали результаты расчетов, сферическая оболочка в процессе нагружения претерпевает значительные локальные формоизменения, характеризуемые большими смещениями и углами поворота конечных элементов как жесткого целого. Результаты расчетов по остаточной форме хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Ключевые слова: сферическая оболочка, скафандр, контакт, трение, пластические деформации, выпучивание, взрывное нагружение.