Wpływ płaskiego dna pojazdu wojskowego na załogę z uwzględnieniem modelu gruntu opisanego modelem materiałowym Mie-Gruneisena

• Autorzy: Barnat W. , Panowicz R. , Niezgoda T.

Warianty tytułu

EN

The influence of the flat bottom of a military vehicle on crew with regards to the soil described with the Mie-Gruneisen model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problematyka odporności udarowej pojazdów jest opisywana w wielu artykułach i dokumentach standaryzacyjnych traktujących o obiektach specjalnych. W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej układu mechanicznego pojazd-wybuch opisanego poprzez obszar Eulera i elementy Lagrange'a. Interakcje pomiędzy pojazdem a ładunkiem uzyskano dzięki sprzężeniu ogólnemu. Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych dla elementów struktury nośnej wozu bojowego obciążonej udarem wygenerowanym wybuchem dużego ładunku wybuchowego pod dnem pojazdy przy uwzględnieniu fali odbitej od podłoża modelowanego modelem materiałowym Mie-Gruneisena. W niniejszej pracy wykorzystano sprzężenie pomiędzy ośrodkiem opisywanym za pomocą równań mechaniki ośrodków ciągłych w ujęciu Eulera, a ośrodkiem opisywanym za pomocą równań Lagrange'a do opisu oddziaływania pomiędzy konstrukcją a obciążającą ją falą ciśnienia pochodzącą od wybuchu. Równaniami w ujęciu Eulera opisuje się zwykle ciecz - w tym wypadku jest to powietrze, w którym dochodzi do detonacji materiału wybuchowego i propagacji fali uderzeniowej. Natomiast równaniami wyrażającymi prawa zachowania masy, pędu i energii w ujęciu Lagrange'a opisuje się zachowanie struktury (konstrukcji). Do sprzężenia oddziaływań płynu i struktury wybrano sprzężenie ogólne, które jest zawarte w standardowej implementacji oprogramowania MSC Dytran. Celem badań numerycznych przedstawionych w niniejszym artykule było zbadanie wpływu gruntu na wyniki analizy numerycznej, którą przeprowadzono dla przykładowego modelu numerycznego skorupy pojazdu obciążonego oddziaływaniem fali ciśnienia pochodzącej od detonacji dużego ładunku materiału wybuchowego. Fala ciśnienia wywołana detonacją (zasymulowana w przybliżeniu detonacją punktową) rozchodziła się w obszarze o kształcie sześcianu z nadanymi odpowiednimi warunkami brzegowymi. Rozwiązanie teoretyczne propagacji silnej nieciągłości o kształcie sferycznym zapoczątkowane ze źródła punktowego istnieje w formie analitycznych równań podobieństwa Taylora. Opracowanie pełnowymiarowego modelu pojazdu specjalnego było poprzedzone dodatkowymi badaniami laboratoryjnymi własności mechanicznych stali pancernej wykorzystywanej do budowy tego typu pojazdów. Badania te przeprowadzono w Katedrze Mechaniki i Informatyki Stosowanej WAT.

EN

The problem of vehicle's resistance on loads impact and standardizations issues, concerning special structures, are broadly discussed in many articles. In this paper, the numerical analysis results from an armoured vehicle, loaded with explosives detonation blast wave is presented. Ground proximity effects in the wave reflection process that is also taken into account. The aim of this study is to examine how to include the ground model into the simulation of impact of blast wave, being the result of detonation of large explosives on a structure of an armoured vehicle's hull. Additional material study of an armour steel was conducted in Department Of Mechanics And Applied Computer Science, Military University of Technology, in order to obtain suitable material.

Słowa kluczowe

PL

pojazd wojskowy; załoga; wybuch; bezpieczeństwo; model materiałowy; model gruntu

EN

military vehicle; crew; explosion; safety; material model; soil model

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 11, nr 42
• Strony: 27--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Barnat W.

autor

Panowicz R.

autor

Niezgoda T.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT),

Bibliografia

• 1. Krzewiński R., Rekrucki R.: Roboty budowlane przy użyciu materiałów wybuchowych. Polcen, 2005.
• 2. Thornton P. H., Jeryan R. A.: Crash Energy Management in Composite Automotive Structures. “International Journal of Impact Engineering” 1988, Vol. 7, No 2, p. 167-180.
• 3. Babul W.: Odkształcanie metali wybuchem. Warszawa: WNT, 1980.
• 4. Włodarczyk E.: Wstęp do mechaniki wybuchu. Warszawa: PWN, 1994.
• 5. Dytran Theory Manual, 2004; LS-DYNA theoretical manual, 1998.
• 6. Ls Dyna Theory Manual, Livermore, CA, 2005.
• 7. Baker, W. E.: Explosions in air. Austin & London: University of Texas Press, 1973.
• 8. Instrukcja „Prace inżynierskie i niszczenia”. Sztab Generalny WP, Szefostwo Wojsk Inżynieryjnych, Warszawa 1995.
• 9. Barnat W.: Numeryczno doświadczalna analiza złożonych warstw ochronnych obciążonych falą uderzeniową wybuchu. Warszawa: Bell Studio, 2010.