Описание

Введение

Цель данного исследования заключалась в изучении напряженно-деформированного состояния (НДС) и предельной взрывосопротивляемости полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе стеклопластика при воздействии неконтактного подводного взрыва различной мощности. Эта тема актуальна в контексте военного кораблестроения, где конструкции должны обеспечивать надежность в условиях динамических взрывных воздействий.

Методология

Исследование основывается на экспериментальных испытаниях образцов в взрывной камере ФГУП «Крыловский государственный научный центр» и компьютерном моделировании процессов деформирования с использованием программ LS-DYNA и AUTODYN. Испытуемыми материалами были образцы из квадраксиального стеклоткани и винил-эфирного связующего, созданные методами инфузии и контактного формования. Серия испытаний проводилась с изменением параметров взрывного воздействия для анализа разрушительных характеристик образцов.

Основные результаты

Результаты показали, что разрушение материала происходит в три этапа: разрушение связующего, разрыв отдельных волокон и образование пробоины. Для образцов, изготовленных по методу инфузии, было установлено, что наиболее энергоемким процессом является разрушение связующего, происходящее до начала разрыва волокон. В результате был предложен подход, основанный на оценке интенсивности деформаций как критерия взрывосопротивляемости, который обеспечил более точную оценку разрушительных характеристик образцов.

Обсуждение и интерпретация

Анализ результатов выявил, что взрывосопротивляемость образцов, изготовленных методом инфузии, в два раза выше, чем у образцов, полученных методом контактного формования. Всестороннее сравнение с предыдущими исследованиями подтвердило внутреннюю согласованность данных, а также указало на необходимость дальнейшего изучения факторов, влиящих на устойчивость ПКМ в условиях динамического нагружения.

Заключение

Основные выводы утверждают, что предложенный подход к оценке взрывосопротивляемости ПКМ из стеклопластика представляет значительный научный и практический интерес, открывая новые возможности для использования различных армирующих материалов. Несмотря на успехи, исследование имеет ограничения, связанные с малым количеством образцов и строгостью тестов. Будущие исследования могут быть направлены на расширение выборки материалов, а также на улучшение модельных расчетов с учетом реальных эксплуатационных условий.

Ключевые слова и термины: полимерный композиционный материал, взрывосопротивляемость, подводный взрыв, напряженно-деформированное состояние, компьютерное моделирование.

• Библиография:
• Mouritz A.P. The effect of underwater explosion shock loading on the fatigue behaviour of GRP laminates // Composites. 1995.
• Batra R.C., Hassan N.M. Response of fiber reinforced composites to underwater explosive loads // Composites. Part B. 2007.
• LeBlanc J., Shukla A. Dynamic response and damage evolution in composite materials subjected to underwater explosive loading // Composite Structures. 2010.