Міцність металокомпозитних циліндрів за умов внутрішнього імпульсного навантаження

Abstract

Чисельно досліджено особливості зміцнення металокомпозитної циліндричної двошарової оболонки постійної загальної товщини під дією внутрішнього динамічного тиску від вибуху сферичного заряду вибухової речовини, розташованого в центрі симетрії циліндра, при постійній відносній масі заряду. Обрані оптимальні товщини металевих шарів і фізико-механічні характеристики композитів, які забезпечують найбільшу несівну здатність двошарового металокомпозитного циліндра. Внутрішній шар - ізотропна пружнопластична сталь, зовнішній — циліндрично-транстропний пружний композитний матеріал із коловим армуванням. Показано, що для розглянутих металокомпозитних циліндрів міцність оболонок монотонно зростає разом зі зростанням границі текучості внутрішнього сталевого шару, а також залежність міцності металокомпозитних циліндрів від виду матриці, волокна та його об’ємного вмісту.

The numerical investigation of the reinforcement characteristics of a metal– composite cylindrical two-layer shell of constant total thickness under the action of internal dynamic pressure from the detonation of a spherical explosive charge, located at the cylinder’s center of symmetry, is presented, with a constant relative charge mass. Optimal thicknesses of the metal layers and the physicomechanical properties of the composites that provide the maximum load-bearing capacity of the two-layer metal–composite cylinder were selected. The inner layer consists of isotropic elastic–plastic steel, while the outer layer is a cylindrically transversely isotropic elastic composite material reinforced circumferentially. It is shown that, for the considered metal–composite cylinders, the shell strength monotonically increases with the yield strength of the inner steel layer, and that the strength of the metal– composite cylinders also depends on the type of matrix, fiber, and its volume fraction