МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОУПРУГОВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОГИХ МЕТАЛЛОКОМПОЗИТНЫХ ОБОЛОЧЕК ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УТОЧНЕННОЙ ТЕОРИИ ИЗГИБА

Аннотация

Сформулирована динамическая задача термоупруговязкопластического деформирования пологих композитных оболочек при использовании уточненной теории изгиба. Тангенциальные перемещения по толщине конструкций аппроксимированы полиномами третьего и более высоких порядков, а прогиб не зависит от поперечной координаты. Нормальные поперечные напряжения в композиции имеют линейное распределение по толщине. Температура в поперечном направлении искривленных панелей аппроксимирована полиномом 7-го порядка. Геометрическая нелинейность задачи учитывается в приближении Кармана. Конструкции многонаправленно армированы непрерывными волокнами. Материалы композиции изотропны; их пластическое поведение описывается теорией течения с изотропным упрочнением, а функция нагружения зависит от температуры и скорости деформирования. Численное решение связанной нелинейной двумерной начально-краевой задачи получено на базе явной схемы. Исследованы упруговязкопластический, термоупругопластический и термоупруговязкопластический отклики металлокомпозитной цилиндрической пологой оболочки прямоугольной в плане формы при ортогональной 2D-структуре армирования. Конструкция фронтально нагружается воздушной взрывной волной. Продемонстрировано, что искривленные металлокомпозитные панели при таком нагружении обязательно нужно рассчитывать учитывая возникающий в них температурный отклик и чувствительность пластических свойств материалов композиции к скорости их деформирования. При этом необходимо применять уточненную теорию изгиба пологих оболочек, а не ее простейший вариант – теорию Амбарцумяна. Более интенсивный термомеханический отклик искривленной панели наблюдается при ее динамическом нагружении со стороны выпуклой лицевой поверхности. В отдельных точках конструкции температура кратковременно может повышаться на 200 °C. Обнаружено, что при динамическом нагружении пологих оболочек со стороны любой лицевой поверхности наблюдается их прощелкивание в сторону вогнутости тонкостенных конструкций.