Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Снайперская винтовка в помощь: как разработать модель разрушения неоднородного материала
Создание нового продукта требует тщательной проверки свойств его конструктивных элементов. Сократить и удешевить этот долгий и трудоемкий процесс поможет компьютерное моделирование. Сегодня в блоге мы расскажем, как белорусские ученые разработали компьютерную модель разрушения неоднородного материала – в нашем случае бетона, который широко применяется при строительстве транспортно-инфраструктурных комплексов uST.
Выбор метода расчета
Моделирование динамического разрушения бетонных строительных конструкций относится к нелинейным задачам со сложными контактными взаимодействиями. Для их решения с использованием пакета конечно-элементного анализа ANSYS/LS-DYNA могут применяться следующие методы:
• Эйлера;
• сеточный Лагранжа;
• дискретных элементов (DEM);
• Галеркина (EFG);
• сглаженных частиц Галеркина (SPG);
• произвольная постановка Лагранжа – Эйлера (ALE);
• бессеточный метод сглаженных частиц (SPH).
Для проведения вычислительных экспериментов использовался комбинированный способ явного моделирования, включающий в себя два из перечисленных методов: сеточный Лагранжа и бессеточный метод сглаженных частиц. Метод Лагранжа является наиболее точным и эффективным. Метод сглаженных частиц более требователен к машинным ресурсам, имеет меньшую стабильность по сходимости при растяжении материала, но в то же время позволяет выполнять расчет с большими деформациями при сохранении преимуществ Лагранжевого подхода.
Зачем ученым снайперская винтовка Драгунова?
Перед разработчиками комплекса стояла задача создать бетонную строительную конструкцию, способную противостоять огню из стрелкового переносного оружия, в том числе бронебойным боеприпасом. Исходя из этого, для испытаний была выбрана снайперская винтовка Драгунова (СВД).
Огонь велся бронебойными патронами Б-32 со стальным термоупрочненным сердечником (дульная энергия около 4000 Дж). Выбор бронебойных боеприпасов был обусловлен их высокой пробивной способностью, а значит, и большей угрозой для строительных конструкций.
Ход эксперимента
Для описания нелинейного поведения бетона в условиях больших скоростей деформации и давления была выбрана модель Karagozian&Case, так как она учитывает скорость деформации при динамическом нагружении и включает в себя механизм разрушения.
Для описания поведения пули и ее частей после столкновения с преградой использовалась модифицированная модель Джонсона – Кука.
Бетонные блоки для эксперимента с прочностью на сжатие 40 МПа были изготовлены из портландцемента ЦЕМ I 42,5Н, карьерного песка, воды и гранитного щебня с фракцией 15–20 мм. Чтобы бетонные блоки приобрели требуемую прочность, их выдерживали 28 дней.
Для уменьшения влияния краевых эффектов стрельба велась по области в форме равностороннего треугольника со сторонами 125 мм, а отступ от края образца составлял не менее 100 мм.
При каждом выстреле фиксировались состояние и характер разрушения образца, глубина проникновения пули в образец и размеры отколотых частей на его лицевой стороне.
Результаты
Научная цель эксперимента состояла в том, чтобы разработать и внедрить методику компьютерного моделирования пулестойкой защиты строительных конструкций uST.
Практическая цель – разработать и использовать строительные конструкции uST, способные противостоять выстрелу из ручного переносного стрелкового оружия крупного калибра, и убедиться в их надежности экспериментальным путем.
Бетонный блок должен был выдержать выстрел из стрелкового оружия без сквозного пробития, сохранив свою целостность и основные конструктивные характеристики для дальнейшей эксплуатации, что и произошло.
Полученные в результате натурного эксперимента данные о разрушении бетонного блока были использованы для верификации разработанной расчетной модели.
Telegram 
Дзен 
VK До сих пор нашу Галактику считали типичным примером того, как все устроено в любых спиральных галактиках. Но недавно астрономы рассмотрели сотню максимально похожих аналогов Млечного Пути и обнаружили, что большинство из них все же заметно отличаются.
В этой посуде можно готовить растворы с ионами серебра и меди, которые обладают мощным антимикробным, противовирусным и иммуностимулирующим действием. Это поможет в профилактике и лечении инфекционных и вирусных заболеваний (в том числе ОРВИ, гриппа, коронавируса), повысит иммунитет населения и предотвратит эпидемии.
Бурная эволюция массивных звезд играет большую роль во Вселенной. Именно они ионизируют межзвездный газ и, взрываясь сверхновыми, насыщают космос более тяжелыми элементами. Поэтому ученые так заинтересованы в их изучении. И вот астрономам впервые удалось получить снимок ближайших окрестностей красного сверхгиганта вне Млечного Пути.
Ученые из Аргентины в серии экспериментов проследили за поведением домашних собак во время разногласий между членами семьи и выявили у четвероногих питомцев ряд характерных реакций на конфликт.
Евгений Левичев с командой коллег работает над созданием источника синхротронного излучения — по сути большого рентгеновского «микроскопа», с помощью которого геологи, биологи, химики и другие специалисты смогут получить новую и полезную информацию. Задача у Евгения Борисовича непростая — сделать установку с рекордными параметрами: придумать оригинальные технические решения, смоделировать процесс и настроить все наилучшим образом. Член-корреспондент РАН Евгений Борисович Левичев — директор Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») и заместитель директора Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН).
Ефим Аркадьевич Хазанов — академик РАН, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник отдела нелинейной и лазерной оптики в Институте прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН (Нижний Новгород), значимая фигура в российской науке. За 40 лет в науке он внес огромный вклад в развитие лазерной физики и нелинейной оптики — разработал фемтосекундный лазерный комплекс PEARL, предложил идею по созданию мегасайенс проекта XCELS, создал новое направление — термооптику магнитоактивных сред и многое другое. В 2018 году академик Хазанов был удостоен Государственной премии Российской Федерации. Он автор более 350 статей в рецензируемых научных журналах, а его работы были процитированы более 40 тысяч раз. Индекс Хирша Хазанова составляет 79. Ефим Аркадьевич рассказал нам о профессиональном пути, воспитании аспирантов, текущих исследованиях и своей жизни вне науки.
Под рыжим верхним слоем с виду обычного камня открылся целый калейдоскоп довольно неожиданных оттенков. Это особенно интересно с учетом того, где лежит камень — в марсианском кратере, который по всем признакам когда-то был озером.
Международная коллаборация физиков под руководством ученых из Йельского университета в США представила самые убедительные на сегодня подтверждения существования нового типа сверхпроводящих материалов. Доказательство существования нематической фазы вещества — научный прорыв, открывающий путь к созданию сверхпроводимости совершенно новым способом.
Органические молекулы с пи-связью образуют очень устойчивые геометрии, которые не любят нарушаться. В 1924 году немецкий химик Юлиус Бредт сформулировал соответствующий запрет, вошедший в учебники химии. Тем не менее это в некоторых случаях возможно. В новой работе американские исследователи представили несколько «антибредтовских» соединений из класса олефинов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно