Разработка компьютерной модели разрушения неоднородного материала

Abstract

В представленной работе уделено внимание проблеме повышения эффективности моделирования процессов разрушения различных неоднородных материалов. В частности, основной акцент сделан на изучение процесса разрушения бетона. Представлены различные методики моделирования взаимодействия материалов с описанием их достоинств и недостатков. За основу в данной работе выбран метод Лагранжа, который, по мнению авторов, является наиболее подходящим. Использование предлагаемых в работе специальных компьютерных моделей в пакете инженерного анализа ANSYS/LS-DYNA позволяет решать с высокой степенью точности задачи прогнозирования процессов высокоскоростного разрушения сложных объектов. Использование метода Лагранжа позволяет снизить требования к вычислительному оборудованию и повысить точность расчетов за счет использования специального моделирования неоднородности среды. С целью подтверждения достоверности получаемых данных компьютерных моделей были проведены испытания на специальном полигоне, где бетонные образцы подвергались высокоскоростному воздействию со стороны снарядов (пуль). Проведенное исследование показало, что результаты численных экспериментов пулестойкости бетонных образцов с явным моделированием гранитного наполнителя приближены к результатам натурных испытаний, что подтверждает релевантность разработанных моделей и методики расчета. Полученные результаты позволяют получать достоверные результаты и при моделировании разрушения других неоднородных материалов, таких как древесина с различными дефектами.