СОПРЯЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ДВИЖЕНИЯ В УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИХ СРЕДАХ МАЛОДЕФОРМИРУЕМЫХ ТЕЛ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ИХ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

Аннотация

Представлена технология проведения сопряженных расчетов движения в упругопластических средах малодеформируемых тел с определением их напряженно-деформированного состояния. Расчет внедрения ударника в преграду проводится на неподвижной счетной сетке с использованием для описания ударника приближения абсолютно твердого тела без конкретизации его внутренней структуры. Течение окружающей среды рассчитывается в неинерциальной системе отсчета, связанной с неподвижным ударником. Расчет напряженно-деформированного состояния ударника проводится с помощью пакета программ ЛОГОС на лагранжевой счетной сетке. Используется конечно-элементная модель ударника необходимой степени подробности с учетом реальных упругопластических свойств материалов элементов конструкции ударника. Нагружение проникающего тела осуществляется с помощью задания на внешней поверхности его прочного корпуса силового граничного условия, рассчитанного на основе данных, полученных в первом расчете. Приведены описание методики сопряжения расчетов и результаты тестовых расчетов по ней. Тестирование проводилось на модельных задачах внедрения малодеформируемых ударников в различные преграды. Показано, что результаты тестовых расчетов с применением разработанной технологии хорошо согласуются с прямым моделированием на неподвижной счетной сетке. В качестве примера использования технологии представлены результаты расчета опыта по внедрению в преграду из мягкого грунта зонда-проникателя MoonLITE. Проникатель разрабатывался в рамках миссии MoonLITE для изучения Луны и обладает возможностью заглубления в лунный грунт. Результаты численного моделирования находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными, максимальное отличие для средних значений ускорения торможения проникателя составляет 10–15%.