Подбор толщины защитного кожуха для стенда

[forums.sis 46]

Всем привет.

Есть вот такой небольшой стенд. Приблизительная картинка. Чет плохо вставляются картинки. https://ibb.co/Ms353jx

 

 

Рассматривается случай отрыва куска (или кусков) ротора. Масса отлетевших кусков 3 – 3.5 кг, скорость вращения ротора -  18000 RPM.

И возникает вопрос, а не пробьет ли данный кусок защитную оболочку?

Каким способом можно подобрать  толщину листа, необходимую для данного кожуха?

Вариант подробного расчета c использованием Expl Dynamics/LS-Dyna пока не рассматриваю, так как почти полностью отсутствует опыт работы в них.

Может есть какая нормативка или полуэмпирические методики оценки?

Первое что пришло в голову попробовать покопать в эту сторону https://ru.wikipedia.org/wiki/Бронепробиваемость

Буду благодарен, если кто подскажет правильное направление.

 

[piden 2 874]

18 minutes ago, karachun said:

Так если будет подбираться достаточно толстая стенка то она и пройдет по напряжениям и предельным деформациям.

Это и имелось ввиду:

3 hours ago, piden said:

все равно возможно подобрать конструкцию, в которой таких элементов будет немного. Нам нужно не посмотреть картину разрушения, а удостовериться, что до этого дело вообще не дойдет.

 

 

2 hours ago, forums.sis said:

Напряжения смысла оценивать нет наверное. Только энергию

Оценка энергии деформации - только для принятия решения об окончании расчета. Чтобы понимать, достаточно ли вдавили обломок.

Для оценки пригодности кожуха как раз и придется смотреть на напряжения или относительные деформации - подбирать вариант конструкции, чтобы она прошла по выбранному критерию.

 

[soklakov 1 475]

4 часа назад, Graf Kim сказал:

Но если не думать, расходы очень быстро превышают бюджеты - и это проблема.

как же это так - не думать

[AlexKaz 1 821]

10 часов назад, piden сказал:

...если предположить, что вся кинетическая энергия отлетевшего куска превратиться в энергию деформации кожуха?

нет, не всего, а только по контуру, ограниченному контуром влетевшего в него куска. учитывать надо и работу деформации в плите, а та сильно зависит от хрупкости металла плиты. бронеплиты имеют очень хорошую ударную вязкость.

 

9 часов назад, piden сказал:

Ну и как, по-твоему, организовать такой эксперимент?

Это не моя проблема, что инженеры у ТС не могут для вращающейся фиговины обеспечить прочность чтобы та не разлеталась. Дальше он пусть сам думает.

9 часов назад, forums.sis сказал:

Кстати забавно сделано для лопаток в Перми. Там внутри заделано все дубовыми бревнами. И когда отлетает лопатка, она просто втыкается в дерево и застревает там)

Дёшево и сердито. Леса у нас много и он крайне дешёвый, с металлом не сравнить...

Плюс не забывайте, что лопатка тупо застрянет в деревяге, и не отразится от стенки и как в миксере по цепной реакции начнёт курочить всё подряд.

[Борман 2 375]

Человечество, по-моему, уже давно придумало такую базовую характеристику материала, как энергия, необходимая для разрушения сечения 1см2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ударная_вязкость

 

Можно легко попробовать "пробить" стальной лист и (без учета деформации снаряда) получить очень даже адекватные числа. 

https://pikabu.ru/story/probivnoe_deystvie_puli_3216048

[AlexKaz 1 821]

1 час назад, Борман сказал:

Человечество, по-моему, уже давно придумало такую базовую характеристику материала, как энергия, необходимая для разрушения сечения

Ну, оно придумало. Но дальше чем рекомендации "брать наиболее большую циферку ударной вязкости для брони" не пошло. Сами эти циферки с выбором толщины стенки не увязаны.

А если увязаны - интересно посмотреть...

[AlexKaz 1 821]

Наверное, такой вариант подойдёт. Формулы в наличии. Статья

[soklakov 1 475]

5 часов назад, Борман сказал:

Человечество, по-моему, уже давно придумало такую базовую характеристику материала, как энергия, необходимая для разрушения сечения 1см2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ударная_вязкость

как раз только что имел разговор по телефону. мы говорим уждраная вякость - 12Х18Н10Т

они говорят - бронестойкая сталь нужна. про вязкость не говрят)) эксперты по безопасности

 

4 часа назад, AlexKaz сказал:

Но дальше чем рекомендации "брать наиболее большую циферку ударной вязкости для брони" не пошло.

так этого достаточно

4 часа назад, AlexKaz сказал:

Сами эти циферки с выбором толщины стенки не увязаны.

А если увязаны - интересно посмотреть...

для фиксированной скорости снаряда толщина дают массу

[forums.sis 46]

6 часов назад, AlexKaz сказал:

Это не моя проблема, что инженеры у ТС не могут для вращающейся фиговины обеспечить прочность чтобы та не разлеталась.

Это вопрос безопасности. По расчетам офк там ничего не должно разлетаться.

[Graf Kim 217]

12 часов назад, soklakov сказал:

как же это так - не думать

Как показывает окружающая действительность - очень легко. Применяется повсеместно.

[forums.sis 46]

Как советовал @piden c давлением на стенку, отслеживая энергию деформации, не очень вышло. Выходили очень большие перемещения, что получить эту энергию.

В итоге сделал несколько таких расчетов, вроде норм. Но еще покопаюсь, нашел несколько статей и с ними ознакомлюсь.

 

Изменено 13 марта 2021 пользователем forums.sis
GIF некорректно вставилась

[forums.sis 46]

25.02.2021 в 21:04, soklakov сказал:

критерий разрушения - пластика 20%

А не подскажите случаем из каких соображений выбран данный критерий?

[forums.sis 46]

Просветите еще раз человека, который не разбирается в механике разрушения.

Правильно ли я понимаю, что использовать в explicit на скоростях 500 м/с материал с обычной диаграммой не особо корректно и все таки лучше искать коэфф. для модели Дж. Кука (или искать в базе аналогичную сталь)?

[forums.sis 46]

В дополнение в формулам из статьи, которую скидывал AlexKaz 

https://www.alternatewars.com/BBOW/Ballistics/Term/AP/AP_Pen_Formula.htm

[soklakov 1 475]

15.03.2021 в 15:08, forums.sis сказал:

А не подскажите случаем из каких соображений выбран данный критерий?

 остаточные деформации при разрушении для выбранной стали.

16.03.2021 в 18:34, forums.sis сказал:

Правильно ли я понимаю, что использовать в explicit на скоростях 500 м/с материал с обычной диаграммой не особо корректно и все таки лучше искать коэфф. для модели Дж. Кука (или искать в базе аналогичную сталь)?

вместо джосона-кука может подойти коупер-самойндс, он чуть проще.

но на такой скорости вряд ли будет большая разница. хотя "не особо корретно", это да. зависимость предела текучести от скорости деформирования имеет место быть. другой вопрос большая ли.

в целом, все равно должны быть два исследования: с учетом и без, и выдано заключение о необходимости учета скорости нагружения либо об отсутствии такой необходимости.

потому как напрямую скорость снаряда в скорость деформации пересчитать нельзя, нужно значть что и с чем сталкивается, размеры, массы и все такое. в общем - решить задачу определения НДС.

[Jesse 958]

14 часов назад, soklakov сказал:

остаточные деформации при разрушении для выбранной стали.

ну а как сопоставить (хотя бы очень приблизительно) макс-е относ-е удлинение на разрыв при испытаниях на растяжение  и деформации,  получающиеся при ударе осколка об кожух? имею в виду, что разница может быть колоссальной... 

 

14 часов назад, soklakov сказал:

но на такой скорости вряд ли будет большая разница

а что делать при сверхвысоких скоростях деформирования, когда снаряд врезается в броню на скоростях, превышающих скорость звука в металле? примерно как на этой картинке

Как говорят, металл на таких скоростях ведёт себя как несжимаемая жидкость. Интересно, возможно ли вообще такое просчитать/смоделировать в САЕ? или только тесты?
(такие испытания как на картинке - выстрел снарядом из пневмопушки со скоростью 7км/с -  в Королёве делают).

[forums.sis 46]

1 час назад, Jesse сказал:

ну а как сопоставить (хотя бы очень приблизительно) макс-е относ-е удлинение на разрыв при испытаниях на растяжение  и деформации,  получающиеся при ударе осколка об кожух? имею в виду, что разница может быть колоссальной... 

Ну насколько я понимаю не надо с ними сравнивать. Тут уже нужны испытания на ударную вязкость наверное.

В LS-Dyna можно найти много похожих расчетов, но насколько они точны хз. Попадались статьи, где сравнивали с экспериментом. Вроде у них было все ок.

1 час назад, Jesse сказал:

выстрел снарядом из пневмопушки со скоростью 7км/с -  в Королёве делают

А кстати где такие испытания в Королеве делают? На ТРВ чтоли?

[soklakov 1 475]

2 часа назад, Jesse сказал:

а что делать при сверхвысоких скоростях деформирования, когда снаряд врезается в броню на скоростях, превышающих скорость звука в металле? примерно как на этой картинке

учитывать. о том и вопрос был от @forums.sis . только про другую скорость. а вот на скорости пули 5000 м/с ошибка без коупер-саймондса будет огромна. п.с. и еще такие скорости уже надо считать в эйлеровой постановке. можно увидеть здесь магическую связь с тем, что металл уже ведет себя как жидкость.

 

 чем выше скорость деформации, чем больше вязкие силы. чем ближе величина вязких сил к упругим, тем важнее учитывать вязкость. учет зависимости предела текучести от скорости нагружения - и есть учет вязкости.

кажется, я начинаю потворяться)

2 часа назад, Jesse сказал:

ну а как сопоставить (хотя бы очень приблизительно) макс-е относ-е удлинение на разрыв при испытаниях на растяжение  и деформации,  получающиеся при ударе осколка об кожух? имею в виду, что разница может быть колоссальной... 

боюсь, я не очень понял вопрос

38 минут назад, forums.sis сказал:

Тут уже нужны испытания на ударную вязкость наверное.

ударная вязкость - это про сопротивление хрупкому разрушению. а планируемая защита пластически деформируется

[ДОБРЯК 602]

5 минут назад, soklakov сказал:

и еще такие скорости уже надо считать в эйлеровой постановке.

Авторитетное заявление. 

Это только система координат.

 

6 минут назад, soklakov сказал:

боюсь, я не очень понял вопрос

Конечно не поняли. Но уверенно отвечаете. Как для новичков про молоток в космосе...

[forums.sis 46]

2 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Авторитетное заявление. 

Это только система координат.

 

 

https://abaqus-docs.mit.edu/2017/English/SIMACAEANLRefMap/simaanl-c-euleriananalysis.htm

2 часа назад, Jesse сказал:

просчитать/смоделировать в САЕ? или только тесты?

Именно эту статью не читал, но похожие по определению констант смотрел.

Kuzkin_2010_CCM_(with_Mikhaluk).pdf

[soklakov 1 475]

19 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Авторитетное заявление. 

Это только система координат.

заявление тыренное с результатов исследований, с которыми мне повезло когда-то давно ознакомиться. можно я не буду приводить их здесь? я вообще так-то не горю желание что-то доаказывать конкретно Вам.

 

31 минуту назад, ДОБРЯК сказал:

Конечно не поняли. Но уверенно отвечаете.

а по моему, после фраз я не понял -= не было увернного ответа.

прошу отвалить от меня. за***л