|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Определение кривых деформирования, предельных параметров и параметров математической модели Джонсона-Кука при высокоскоростном деформированииНИР
Determination of deformation curves, limiting parameters and parameters of the Johnson-Cook mathematical model under high-rate deformation
- Руководитель НИР: Моссаковский П.А.
- Ответственные исполнители: Королькова О.П., Костырева Л.А.
- Участники НИР: Баландин В.В., Баранников С.Н., Инюхин А.В., Чистяков П.В.
- Подразделение: 206 Лаборатория упругости и пластичности
- Срок исполнения: 5 февраля 2021 г. - 20 декабря 2023 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 258/ОКР-21
- Тип: Прикладная
- Приоритетное направление научных исследований: Механика материалов и конструкций
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: противодействие техногенным угрозам, терроризму и киберугрозам
- ПН России: Безопасность и противодействие терроризму
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Базовые и критические военные и промышленные технологии для создания перспективных видов вооружения, военной и специальной техники
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.19.25 Пластичность
- 30.19.29 Разрушение
- 30.19.57 Прочность материалов
-
Ключевые слова:
математическая модель джонсона-кука, предельные характеристики материалов, метод кольского, разрезной стержень гопкинсона, высокоростное нагоужение
kolsky method, high-speed deformation, split hopkinson bar, johnson-cook mathematical model, limiting characteristics of materials -
Описание:
Настоящая работа представляет собой первый этап масштабного исследования механических свойств специальных конструкционных материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Объектом исследования являются образцы из металлических и неметаллических материалов ЧС4-ИД, ВП25, СП-28, 30ХГСА, 07Х3ГНМЮА, Ст3, 65С2ВА, 09Х16Н4Б, 12Х18Н10Т, В95пч, В95Т1, Амг6, Д16Т, ВТ1-0, М1, Н8Ж2К1МТ, ПА-6, СВПМЭ (всего 18 материалов). Конечной целью является идентификация материальных параметров математической модели Джонсона-Кука для рассмотренных материалов, включающих определение диаграмм нагружения (связи между напряжениями и пластическими деформациями по Мизесу) в зависимости от интенсивности скоростей деформаций в диапазоне от 500 до 2000 обратных секунд, а также установление соответствующих предельных характеристик в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния. Задачей первого этапа работы было проведение статических и динамических испытаний с образцами из названных материалов, обработка экспериментальных данных (импульсов деформаций в мерных стержнях разрезного стержня Гопкинсона в соответствии с известными и новыми оригинальными методиками), идентификация кинематических полей на поверхностях испытуемых образцов методом корреляции цифровых изображений (DIC), построение первичных статических и динамических диаграмм нагружения. Статические диаграммы нагружений строились по результатам испытаний на одноосное растяжение, а динамические – с использованием разрезного стержня Гопкинсона в экспериментах на одноосное сжатие по методу Кольского и его модификациям на одноосное растяжение и сдвиг. Описание использованных экспериментальных методик и программа проведенных испытаний приведены в главах 3 и 4 соответственно. Полученные результаты будут использованы на следующем этапе исследования для идентификации параметров модели Джонсона-Кука для названных материалов.
-
Abstract:
This work is the first stage of a large-scale study of the mechanical properties of special structural materials under high-speed loading. The object of the study are samples of metallic and non-metallic materials ChS4-ID, VP25, SP-28, 30KhGSA, 07Kh3GNMYuA, St3, 65S2VA, 09Kh16N4B, 12Kh18N10T, V95pch, V95T1, Amg6, D16T, VT1-0, M1, N8Zh2K1MT, PA-6 , SVPME (total 18 materials). The ultimate goal is to identify the material parameters of the Johnson-Cook mathematical model for the considered materials, including the definition of loading diagrams (relationships between stresses and plastic deformations according to Mises) depending on the intensity of strain rates in the range from 500 to 2000 inverse seconds, as well as the establishment of the corresponding limiting characteristics depending on the type of stress-strain state. The task of the first stage of the work was to carry out static and dynamic tests with samples from the named materials, processing of experimental data (strain impulses in measuring rods of the split Hopkinson rod in accordance with known and new original methods), identification of kinematic fields on the surfaces of the tested samples by the digital image correlation method ( DIC), construction of primary static and dynamic loading diagrams. Static load diagrams were constructed based on the results of tests for uniaxial tension, and dynamic ones, using a split Hopkinson bar in experiments on uniaxial compression according to the Kolsky method and its modifications for uniaxial tension and shear. The description of the experimental methods used and the program of tests carried out are given in chapters 3 and 4, respectively. The results obtained will be used at the next stage of the study to identify the parameters of the Johnson-Cook model for these materials.
-
Планируемые результаты:
Планируемые результаты по 1 этапу работы: 1. Проведение статических и динамических испытаний по всей номенклатуре образцов. 2. Проведение первичной обработки экспериментальных данных (построение статических и динамических (в первом приближении) диаграмм нагружения в диапазоне скоростей дефориации 500 - 2000 обратных секунд). 3. Подготовка и выпуск научно-технического отчета.
-
Основные результаты:
Все основные задачи этапа выполнены.
- Добавил в систему: Моссаковский Павел Александрович
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, АО "КБП им. Шипунова" |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 5 февраля 2021 г.-31 октября 2022 г. | Определение кривых деформирования, предельных параметров и параметров математической модели Джонсона-Кука при высокоскоростном деформировании |
| Результаты этапа: 1. Проведены статические (на одноосное растяжение) и динамические (по методу Кольского и его модификациям) испытания по всей номенклатуре образцов из металлических и нематаллических материалов: ЧС4-ИД, ВП25, СП-28, 30ХГСА, 07Х3ГНМЮА, Ст3, 65С2ВА, 09Х16Н4Б, 12Х18Н10Т, В95пч, В95Т1, Амг6, Д16Т, ВТ1-0, М1, Н8Ж2К1МТ, ПА-6, СВПМЭ (всего 18 наименований). 2. Проведена первичная обработка полученных экспериментальных данных, построены статические и динамические (в первом приближении) диаграммы нагружения в диапазоне скоростей дефориации 500 - 2000 обратных секунд). 3. Выпущен научно-технический отчет по 1 этапу работы. | ||
| 2 | 31 октября 2022 г.-20 декабря 2023 г. | Определение кривых деформирования, предельных параметров и параметров математической модели Джонсона-Кука при высокоскоростном деформировании |
| Результаты этапа: Работа выполнена полностью в соответствии с Техническим Заданием. Объектом исследования являлись образцы из металлических и неметаллических материалов ЧС4-ИД, ВП25, СП-28, 30ХГСА, 07Х3ГНМЮА, Ст3, 65С2ВА, 09Х16Н4Б, 12Х18Н10Т, В95пч, В95Т1, Амг6, Д16Т, ВТ1-0, М1, Н8Ж2К1МТ, ПА-6, СВПМЭ (всего 18 материалов), испытуемые в условиях статического и высокоскоростного деформирования. Конечной целью являлось идентификация по результатам экспериментальных и численно-экспериментальных исследований материальных параметров математической модели Джонсона-Кука (без учета температурных факторов) для рассмотренных материалов. В рамках проведенной работы были выполнены статические (на одноосное растяжение) и динамические испытания по методу Кольского и его модификациям на одноосное растяжение и сдвиг, построены истинные табулированные и аппроксимированные в представлении модели Джонсона-Кука статические и динамические (в диапазоне от 500 до 2000 обратных секунд) диаграммы нагружения (связи между напряжениями и пластическими деформациями по Мизесу), а также установлены соответствующие предельные параметры в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния. Верификация модели производилась по результатам проведенных ударных баллистических испытаний по пробиванию пластин-мишеней различной толщины из исследуемых материалов твердыми ударниками (сталь У8а). Установлена высокая степень согласования качественных и количественных результатов натурных и виртуальных верификационных тестов, подтверждающая качество построенных математических моделей материалов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".