Исследование характера движения твердого тела после пробивания преграды под углом

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Механика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 539. 3
О. А. Губеладзе, С.В. Федоренко
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА ПОСЛЕ ПРОБИВАНИЯ ПРЕГРАДЫ ПОД УГЛОМ
В работе исследуется характер изменения движения высокоскоростных ударников после пробивания преграды. Рассматривается математическая модель пробивания ударником тонкой преграды под углом и приведены результаты экспериментальных исследований взаимодействия ударника с двухслойной мишень — «тастина — вязкая среда».
Преграда- высокоскоростной ударник- момент инерции- показатель преломления- тра-.
O.A. Gubeladze, S.V. Fedorenko
RESEARCH OF CHARACTER OF MOVEMENT OF THE FIRM BODY AFTER BARRIER PUNCHING AT AN ANGLE
In work character of change of movement of high-speed drummers after barrier punching is investigated. The mathematical model ofpunching by the drummer of a thin barrier at an angle is considered and results of experimental researches of interaction of the drummer with a two-layer target — «a plate — the viscous environment» are resulted.
Barrier- the high-speed drummer- the inertia moment- a refraction indicator- a movement trajectory.
В большинстве случаев контакт высокоскоростных ударников с поверхностью мишени происходит под различными углами. Исследованию закономерности взаимодействия ударников с мишенью посвящено достаточно много трудов различных авторов. Например, в работах [1,2] приводятся результаты экспериментальных исследований пробивания стальными ударниками пластин из дуралюмина и алюминия под углом к нормали. Отмечается, что особенности механизма разрушения делают невозможным прямое обобщение для случая удара под углом дан,.
,, из двух уравнений движения центра масс и уравнения кинетического момента относительно центра масс и имеет вид [3]:
d2х ^ d2 y Т d2Ф
m -2^ = Fcosfi — m -2^ = Fsinfi- Jz -- = M, (1)
dt2 dt2 dt2
где m — масса ударника- xc, yt. — координаты центра масс относительно неподвижной системы OXY- Mcz — момент силы F относительно подвижной оси Cz-
•ГС2 — момент инерции тела относительно оси Сг — 1р — угол поворота ударника отно-
сительно центра масс, Р=90°-а — угол встречи ударника и преграды (угол между направлением вектора скорости тела и нормалью к плоскости преграды).
Решение системы уравнений (1) имеет смысл при скорости соударения значительно выше баллистического предела пробивания преграды V,.
уб & gt- дин. -----. (2)
РУдС8К1
поворота ударника [5]:
х =
С
Рх Л
-ґ, при р 2 т —
Р 1 Р
-ґгґ--ґ2, при ґ & gt- ґі
т 2 т
Ус =1
Р 2 /
--ґ, при ґґ-2т
Р 1 Р
— ґ1ґ-у ґ12 — К/, при ґ & gt- ґі
т 2 т
(3)
0 =
М
С:
при
М 1 М 2
-С^ґ1ґ----------- ґ, пр и ґ & gt- ґ.
•Л. 2 ./ 1 і
Полученное решение позволяет провести анализ влияния материала ударника и преграды, а также угла встречи ударника с преградой на отклонение траектории движения центра масс ударника после пробивания преграды. В случае сквозного пробивания пластины при наличии второго слоя — вязкой среды — ударник продолжит свое движение, причем его направление, очевидно, будет зависеть от величины угла"!. Таким образом, определение направления ударника после прохождения ярко выраженной границы раздела (в данном случае — металлической пластины) двух сред (воздух и пластилин) является актуальной задачей.
В работе [6] определялось направление движения тела (стадьной шарик) по-
(-).
,, зависит от скорости и массы ударника. Однако процесс взаимодействия ударника с двухслойной мишенью («пластина — вязкая среда»), под различными углами (а1).
Рассмотрим соударение свинцового цилиндра (1) высотой Ь, близкой к диаметру основания (1=4,5 мм, с пластиной (2) из АМг-6 (толщиной ?'-=0,02 мм), тыльная сторона которой находится в идеальном контакте с вязкой средой (3) (рис. 1). Экспериментальные исследования зависимости параметров движения ударника в вязкой среде от угла подхода к поверхности раздела а1 проводились при практически постоянной температуре 17±0,5°С (дая поддерживания неизменными механических свойств вязкой среды). Скорость подхода ударника (т=0,52 гр.) к преграде (границе раздела) составляла 297±2 м/с. Углы варьировались от 10° до 25°. С целью определения диапазонов значений угла а1, при которых возникает явле-,
пластиной и вязкой средой (пластилин) отдельно друг от друга.
При 10°& lt-а1<- 12° (система «ударник — металлическая пластина») во всех случаях наблюдался рикошет с деформацией пластины. При внедрении ударника в вязкую среду при малых а: в некоторых случаях наблюдался рикошет. Так, после прохождения границы раздела (12°& lt-а:<-14°) ударник начинает двигаться парал-, — -правление движения, а при 10,5°& lt-а:<-12° ударник внедряется внутрь пластилина,
ґ
и, пройдя определенный отрезок, выходит обратно в воздушную среду. При углах, а & lt-10° во всех случаях наблюдается рикошет без внедрения в пластилин.
Рис. 1. Схема соударение ударника с пластиной
При воздействии ударника на исследуемый объект (двухслойная мишень) под углом а=10°в большинстве случаев (85%) наблюдался рикошет от вязкой среды с одновременным разрушением металлической пластины по всей длине участка взаимодействия. Меньший угол (по сравнению с результатами, полученными для пластины и пластилина по отдельности) объясняется снижением упругих свойств пластины в условиях контакта с вязкой средой. На рис. 2, 3 представлены образцы, по которым ударники воздействовали под углами 12 и 20° соответственно. Внедрение
.. 2, , —
,
И& lt-Ь, продолжает свое движение вдоль границы раздела. Наличие пластины в этом случае является препятствием для отскока ударника. При а1 =20° (рис. 3,6) вдали от границы раздела движение ударника становится прямолинейным, но на начальном этапе траектория искривляется в сторону поверхности раздела сред.
а б в
Рис. 2. Воздействие ударника под углом 12°
Рис. 3. Воздействие ударника под углом 20°
Можно сделать вывод, что при, а & gt-12° пластина препятствует рикошету ударника, но оказывает определенное влияние на траекторию движения в вязкой среде. При 10°& lt-а & lt-16,5° угол отходаа1 ^ 0. Следовательно, показатель прелом. sin (900 -а)
ления Я =------------- для рассматриваемой системы «воздух-мишень» в иссле-
sin (90 -«2)
дуемом диапазоне скоростей ударника будет иметь вид Л = sin (90°-a1). При а1& gt-23° показатель преломления практичес ки не зависит от величины угла под.
вязкой среде. Таким образом, экспериментальные зависимости Лот а1 при v=const можно условно разделить на три зоны (рис. 4): зона „A“ (при
10° & lt- а & lt- 16,5°) — здесьЛ = sin (90° - а). зона „Б“ (при 16,50 & lt-» & lt- 230) —
«
Л = f («) и зона «В» (а & gt- 230) показатель преломления X ~ const.
Рис. 4. Экспериментальные зависимости Лот а1 при v=const
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Буланцев Г. М., Корнеев А. И., Николаев А Л. О рикошетировании при ударе. Механика твердого тела. — 1985. — № 2. — С. 138−143.
2. .,.. -
.. — 1980. — 5. -. 81−86.
3. Никитин Н. Н. Курс теоретической механики. — М.: Высш. шк., 1990. — 607 с.
4. ., .,.. :.. — .: ,
1985. — 296 с.
5. ,. .,.. — .:, 1987. — 600.
6.. .
. — 1981. — 4. -. 105−109.
Губеладзе Олег Автандилович
Ростовский военный институт ракетных войск.
E-mail: sahabudinov@mail. ru.
344 037, г. Ростов-на-Дону, пр. М. Нагибина, 2450.
Тел.: 88 632 450 395- 88 632_326957.
Федоренко Сергей Владимирович
Gubeladze Oleg Avtandilovich
Rostov Military Institute of Rocket Troops.
E-mail: sahabudinov@mail. ru.
2450, pr. M. Nagibina, Rostov-on-Don, 344 037, Russia.
Phone: +78 632 450 395- +78 632 326 957.
Phedorenko Sergey Vladimirovich

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой