книги / Нелинейные задачи динамики композитных конструкций

образуются на стыке опорных стержней и цилиндрической обо­ лочки, не превышают толщину стержня, и, следовательно, при данных скоростях соударения деформированная внутрикорпусная шахта может быть извлечена из корпуса реактора.

6.4.Анализ динамического поведения контейнеров при соударении с плоской жесткой преградой

Аварийное нарушение герметичности корпусов контейнеров для транспортировки радиоактивных и взрывоопасных материалов, возникающее вследствие несанкционированного падения или по­ вреждения, может привести кзагрязнению окружающей среды. Для предотвращения подобных аварий необходима разработка спе­ циальных контейнеров, исключающих возможную разгермети­ зацию корпуса контейнера и обеспечивающих безопасный уровень перегрузок, возникающих при возможном соударении контейнера

сразличными преградами. Ниже приведены результаты численного моделирования различных случаев соударения контейнеров раз­ личного типа с абсолютно жесткой плоской преградой.

Проведен анализ динамического деформирования оболочечных конструкций в виде цилиндрической оболочки, закрытой с одного торца присоединенной массой, а с другого - сферической оболочкой

сотверстием, при соударении с плоской недеформируемой прегра­ дой (рис. 6.33) [15].

Анализировалось динамическое поведение конструкции в зависимости от величины присоединенной массы, скорости и угла соударения. Геометрические параметры конструкции таковы: радиус цилиндра R= 0,05 м, R/h = 50, L/R = 4, радиус полюсного

отверстия г = 0,01095 м. Материал конструкции - сталь: Е = = 210 ГПа; v = 0,3; р = 7800 кг/м3; а , = 0,3 ГПа; 3g = 12 ГПа или композит Ех= 210 ГПа; Е2= EJ21; Gu =G 13 = G23= Е2/2; v ,2 = = 0,3; р = 1600 кг/м3.

На рис. 6.34,6.35 приведены графики перемещения во времени

354

т.А (см. рис. 6.33) для композитной и стальной конструкции соответственно. Кривые 1, 2, 3 рассчитаны для углов соударения а=0°; 10°; 20° (а - угол между вертикалью и осью симметрии конструкции) при скорости соударения V° = 10 м/с и присоединен­ ной массе т= 2т1(т1= 0,52 кг).

Максимальные перемещения т А в зависимости от величины при­ соединенной массы и скорости соударения показаны на рис. 6.36, 6.37. Здесь кривые 1, 2, 3 соответствуют упругой, упругопласти­ ческой и композитной конструкциям.

На рис. 6.38,6.39 изображены деформированные конфи17рации сферической части стальной и композитной конструкции, которые она последовательно принимает в процессе деформации. Точками

355

Рис. 6.43

Перемещения и скорости массы т 2=500 кг во времени для тех же скоростей соударения К2° =8,3; 10; 11,6 м/с приведены на рис. 6.44, 6.45 (кривые 1,2,3 соответственно).

Видно, что максимальный уровень перегрузок достигается при скорости V2° =11,6 м/с. Поэтому в дальнейшем анализировалось динамическое поведение конструкции в зависимости от величины присоединенных масс и толщины конической части конструкции для осесимметричного соударения со скоростью V? = 1 1 ,6 м/с

о = й ) .

Из полученных результатов следует, что с увеличением тол­ щины конической части конструкции величина перегрузок на массе т , растет.

Деформированные конфигурации конструкции в целом и от-

358

дельных ее фрагментов, которые она последовательно принимает в процессе соударения с преградой, приведены на рис. 6.46-6.47. На рис. 6.46 показана деформация конструкции в целом, а на рис. 6.47 изображен процесс деформирования головной части конструкции (а) и кольца, на котором крепится масса тх(б). Результаты на рис. 6.46, 6.47 получены при т] = 350 кг, т2= 1000 кг, h = 0,003 м. Деформируемость конструкции увеличивается с уменьшением толщины конструкции и увеличением значений масс тхи/и,.

Рис. 6.44

Результаты динамического поведения конструкции при неосе­

симметричном соударении со скоростью V? = 11,6 м/с (/ = 1,3)

приведены на рис. 6.48-6.55.

359