Коливання сферично-циліндричної комбінованої оболонки під дією плоскої ударної хвилі

Abstract

Дослідження оболонок складної форми, особливо для комбінованих сферичних і циліндричних оболонок, останнім часом стали важливим та актуальним завданням. Крім того, проблеми з коливаннями неминуче виникають внаслідок дії на такі комбіновані оболонкові конструкції експлуатаційних навантажень. Варто зауважити, що однією з головних проблем таких досліджень є визначення коректних навантажень на складні оболонкові конструкції під дією швидкоплинних ударних навантажень. При цьому якість кінцевого результату залежить від коректного вирішення обох задач, які фактично належать до двох різних напрямів: обчислювальної гідродинаміки та обчислювальної динаміки твердого тіла. У статті розглянуто взаємодію ударної хвилі з крутим фронтом і стрибком тиску ΔP = 1 · 10⁶ зі сферично-циліндричною комбінованою оболонкою типу циліндр—півсфера (радіус циліндричної та сферичної частин 324 мм). Цей клас досліджень виконано із застосуванням підходів до вирішення суміжних проблем механіки твердого тіла та обчислювальної динаміки рідини. Отримано значення параметрів тиску (у вигляді дифракційного тиску) під час набігання ударної хвилі на складну оболонку. Проаналізовано коливальні процеси складної оболонки під дією динамічного навантаження.The study of shells with complex shapes, especially combined spherical and cylindrical shells, has recently become an important and urgent task. In addition, when operational loads are applied to such combined shell structures, vibration problems inevitably arise. It should be noted that one of the main problems of such studies is the determination of correct loads on complex shell structures under the action of fast impact loads. The quality of the final result depends on the correct solution of both problems, which actually belong to two different directions: computational fluid dynamics and computational solid dynamics. The interaction of a shock wave with a steep front and a pressure jump ΔP = 1 · 10⁶ with with a spherical-cylindrical combined shell of cylinder-half-sphere type (radius of cylindrical and spherical parts 324 mm) was studied. This class of studies was carried out using different approaches to solving related problems of solid mechanics and computational fluid dynamics. The value of pressure parameters (in the form of diffraction pressure) at rolling of a shock wave on a shell was obtained. The vibrational processes of a complex shell under the action of dynamic loading are analyzed.