Исследование возможности контроля качества броневого композиционного материала на основе ткани по анализу динамических температурных полей при взаимодействии с поражающим элементом

摘要

Рассмотрены механические и термомеханические процессы взаимодействия поражающего элемента с многослойной преградой из полимерной ткани. Предложена упрощенная математическая модель, описывающая торможение поражающего элемента вследствие рассеяния энергии, затрачиваемой на необратимые деформации растяжения нитей ткани, трение при взаимном проскальзывании нитей, и теплового эффекта нагрева материала преграды. Тканый материал слоя для моделирования заменяется сплошным слоем, имеющим осредненные характеристики жесткости и вязкости. Построена дискретная численная схема, в которой континуальное представление сводится к задаче с конечным числом степеней свободы, уравнения движения получаются на основе уравнений Лагранжа второго рода, а для их интегрирования используется безусловно устойчивая неконсервативная разностная схема. Программная реализация выполнена на основе функционально-объектной парадигмы, позволяющей конструировать алгоритмы решения задач моделирования сопряженных и связанных процессов. Получены решения числовых контрольных примеров расчета взаимодействия поражающего элемента с квадратной в плане преградой, имеющей несколько слоев с различным расположением нитей относительно кромок. Параметры определяющих уравнений определены путем идентификации по данным эксперимента. Настроенная таким образом модель может быть использована для прогнозирования качества бронезащиты при изменении расположения и числа слоев, а также для диагностики бронезащиты по данным измерения динамических температурных полей.