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.

 

[Fedor 1 597]

26.03.2021 в 15:45, Jesse сказал:

преобразования координат нет. 

Вектор обычно представляется в виде a= x  e  где  x - координаты,  а e   векторы образующие базис векторного пространства. При изменении вектора могут меняться или координаты или сами базисные вектора. Если меняются координаты - это подход Эйлера, а если меняются базисные вектора, то это подход Лагранжа. Обычно пользуются сразу обоими подходами. Когда мы смотрим перемещения то понимаем векторы перемещений в духе Эйлера, а когда смотрим на деформации и напряжения, то в духе Лагранжа. Это как перемещения мы меряем относительно какой-то неподвижной реперной точки, а деформации оцениваем по приклеенным тензодатчикам к конструкции . В малом эти системы можно считать совпадающими, что обычно и делают не разделяя. В вот при больших перемещениях приходится различать :) 

Цитата

но @Fedor  - вы порой сами раскручиваете эти споры с ним на одни и те же темы... не надо так..

Трудно отказаться от диалектики как метода. Я же человек старой, советской выделки :)

Изменено 29 марта 2021 пользователем Fedor

[Fedor 1 597]

Вот пример диалектического подхода :  надо решить задачу с большими прогибами. Решаем при небольшой нагрузке и используем разложение Холесского.  Чисто по Лагранжу, потом корректируем координаты узлов модели на основе уже Эйлера. Решаем на следующем шаге уже используя разложение в качестве предобуславливателя  в методе сопряженных градиентов. Интуитивно понятно, что нескольких шагов будет достаточно для неплохой сходимости из-за хорошего предобуславливателя. Ну и повторяя итерационно этот последний процесс достаточно быстро решим задачу. Но при этом все равно будем понимать напряжения в духе Лагранжа, а перемещения в духе Эйлера. Вот такая диалектика напрашивается. Гегель бы наверное одобрил  :) 

Кстати пример диалектического подхода в  технике и экономике демонстрирует Китай :)

[Fedor 1 597]

Базис находится в диалектически противоречивом отношении к надстройке: без надстройки базис не представляет собой общественное бытие, как топор без человека не является топором, а лишь соединёнными вместе несколькими предметами.   Вот как нас учили диалектическому пониманию мира . Координаты это надстройка над базисными векторами. Или вообще функциями в мкэ :) 

[Jesse 958]

5 часов назад, Fedor сказал:

Обычно пользуются сразу обоими подходами.

сразу два подхода могут пригодится при решении задач FSI по идее: для жидкости Эйлеров, для солида под действием жидкости - лагранжев
Обычно в задачах единственный подход.. или тот, или тот..)

1 час назад, Fedor сказал:

Базис находится в диалектически противоречивом отношении к надстройке: без надстройки базис не представляет собой общественное бытие, как топор без человека не является топором, а лишь соединёнными вместе несколькими предметами.   Вот как нас учили диалектическому пониманию мира . Координаты это надстройка над базисными векторами. Или вообще функциями в мкэ :) 

любите вы пофилософствовать, однако..

[Fedor 1 597]

Перемещения мы оцениваем в неподвижной системе координат, Эйлеровой, а вот тензоры  деформаций и напряжений во вмороженной, Лагранжевой ...  

Философия находится между верой и знанием. Изучает то как мы думаем. Технологии мышления  :) 

В случае конечных деформаций , то тензоры напряжений Пиола-Кирхгофа выражают стресс по отношению к эталонной конфигурации. Это отличается от тензора напряжений Коши, который выражает напряжение относительно текущей конфигурации. Для бесконечно малых деформаций и поворотов тензоры Коши и Пиолы – Кирхгофа идентичны.   

 

Текущая конфигурация это в лагранжевых координатах насколько понимаю... 

Все очень непросто   :)

[Jesse 958]

41 минуту назад, Fedor сказал:

Все очень непросто   :)

ну да. Всякие другие тензоры деформаций отличные от Коши для гиперэластиков исп-ся

 

42 минуты назад, Fedor сказал:

Философия находится между верой и знанием

единственное в науке, к чему философия ещё имеет отношение - это то, что за бугром доктор наук в той же solid mechanics называется Phd - тип "доктор философии". Пережиток прошлого..)

[ДОБРЯК 602]

1 час назад, Jesse сказал:

любите вы пофилософствовать, однако..

Вы правильное слово подобрали. Его можно заменить на слово поговорить. 

Но с предобуславливателем при решении нелинейных задач забавно было читать...

[Fedor 1 597]

Цитата

 Пережиток прошлого..)

А пережиток ли ? Раньше и у нас был кандидатский минимум по философии... :) 

 

"Всякие другие тензоры деформаций отличные от Коши для гиперэластиков исп-ся" потому что там большие перемещения, возможно и при малых деформациях. Как в удочках :) 

 

Цитата

Его можно заменить на слово поговорить

Видимо возрастное :):):) 

Цитата

единственное в науке, к чему философия ещё имеет отношение

А как без Лейбницева лучшего из возможных миров можно объяснить вариационные принципы в физике ?  :) 

Да и Ньютон писал работу по философии   :)

Изменено 29 марта 2021 пользователем Fedor

[Fedor 1 597]

Цитата

Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений… Природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами.

Или вот у Ньютона чистая философия  :)

Цитата

Предполагать, что тяготение является существенным, неразрывным и врождённым свойством материи, так что тело может действовать на другое на любом расстоянии в пустом пространстве, без посредства чего-либо передавая действие и силу, — это, по-моему, такой абсурд, который немыслим ни для кого, умеющего достаточно разбираться в философских предметах.

Или вот прямо как у Тертуллиана    - 

Credo quia absurdum («Верую, ибо абсурдно»)  достоверно, потому что это невозможно

  :) 

 

Изменено 29 марта 2021 пользователем Fedor

[Graf Kim 217]

2 часа назад, Jesse сказал:

Обычно в задачах единственный подход.. или тот, или тот..)

Смотря у кого какие "обычные" задачи. Взрывное воздействие, когда источник УВ не удалён от конструкции - в ALE считают.

[Jesse 958]

46 минут назад, Graf Kim сказал:

Смотря у кого какие "обычные" задачи. Взрывное воздействие, когда источник УВ не удалён от конструкции - в ALE считают.

нее мы люди простые, в LS-DYNA не кончали  ))
конструкторский отдел. ВУВ по спектрам считаем, только линейная динамика)

[soklakov 1 475]

29.03.2021 в 17:22, Graf Kim сказал:

Взрывное воздействие, когда источник УВ не удалён от конструкции - в ALE считают.

зачем ALE? в тесте Тэйлора - понятно зачем. 

а со взрывом можно ж так: ВВ в эйлере, конструкция в лагранже.

я слышал что в лсдайне есть какая-то путаница с терминами, и под ALE не всегда понимается понимается лагранжева сетка с возможностью материала перетекать между ячейками.

да? 

[Jesse 958]

26.03.2021 в 13:07, soklakov сказал:

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)

Цитата

Поскольку при встрече кумулятивной струи с бронёй развивается очень высокое давление, на один-два порядка превосходящее предел прочности металлов, то струя взаимодействует с бронёй в соответствии с законами гидродинамики, то есть при соударении они ведут себя как идеальные жидкости. Прочность брони в её традиционном понимании в этом случае практически не играет роли, а на первое место выходят показатели плотности и толщины бронирования^[2].

Цитата

Волна, распространяясь к облицовке поверхности конуса, схлопывает её в радиальном направлении, при этом в результате соударения частей облицовки давление в ней резко возрастает. Давление продуктов взрыва, достигающее порядка 10¹⁰ Па (10⁵ кгс/см²), значительно превосходит предел текучести металла, поэтому движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкости, которое, однако, обусловлено не плавлением, а пластической деформацией.

ну вот опять наткнулся на Вики.. может всё же дело не в вязкости?!

[Graf Kim 217]

06.04.2021 в 20:29, soklakov сказал:

я слышал что в лсдайне есть какая-то путаница с терминами, и под ALE не всегда понимается понимается лагранжева сетка с возможностью материала перетекать между ячейками.

да? 

Насколько я помню, там так часто называют подход, когда у тебя лагранжева конструкция погружена в эйлеров воздушный домен. Дайна очень красиво умеет считать такую связку с распространением УВ со всеми затенениями и интерференциями от конструкции, ну и, само собой, автомагически переносит давления от воздуха на конструкцию.

[Fedor 1 597]

Цитата

 можно увидеть здесь магическую связь с тем, что металл уже ведет себя как жидкость.

Вообще-то читал что при высоких скоростях жидкость ведет себя как твердое тело  :) 

 

Сила вязкого трения F, действующая на жидкость, пропорциональна (в простейшем случае сдвигового течения вдоль плоской стенки[2]) скорости относительного движения v тел

 

То есть при больших скоростях сила вязкого трения и у жидкости становится большой ... 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Дилатантные_жидкости  вот еще интересно 

Цитата

Бронежилеты[править | править код]

Некоторые правительственные организации и корпорации используют дилатантные материалы в разработке бронежилетов и других защитных устройств для человеческого тела.

В одном исследовании, стандартная кевларовая ткань сравнивалась с композитной бронёй из кевлара и дилатантной жидкости. Результаты показали, что композитная броня показывает лучшие результаты, чем чистый кевлар, несмотря на то, что толщина композита была менее одной третьей от толщины чистого кевлара.^[5]

В качестве примеров использования дилатантных материалов в средствах персональной защиты можно привести d3o (англ.), и Активную систему защиты^[6], производимую компанией Dow Corning.

 

Изменено 15 июня 2021 пользователем Fedor

[Jesse 958]

53 минуты назад, Fedor сказал:

Вообще-то читал что при высоких скоростях жидкость ведет себя как твердое тело  :) 

 

Сила вязкого трения F, действующая на жидкость, пропорциональна (в простейшем случае сдвигового течения вдоль плоской стенки[2]) скорости относительного движения v тел

 

То есть при больших скоростях сила вязкого трения и у жидкости становится большой ... 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Дилатантные_жидкости  вот еще интересно 

тоже читал об этом. Обычная ньютоновская жидкость может вести себя на оч больш. скор-ях деформ-я как неньютоновская.. более того вязкость может зависеть от времени. Но с металлом даже качественно пока непонятно

@Fedor из выдержек с Вики б'ольший акцент идёт скорее даже на огромные давления, а не на большие скорости

[Fedor 1 597]

Цитата

Сила ... пропорциональна ... скорости 

Вроде однозначно понимается. С детства помню фотокарточки в Техника-Молодежи где пулей попадали в струйку жидкости. И скоростная съемка  была. Так струйка сначала ломалась как стеклянная хрупко, а потом обломки превращались в капельки... 

О металле при попадании снаряда в броню есть у Коллинза  :) 

Вроде распространение воздействия в материале всегда не больше чем скорость звука в этой среде. Если скорость воздействия больше то воздействие не может распространятся в среде , следовательно, материал будет восприниматься как твердый  ...  

[Jesse 958]

11 минут назад, Fedor сказал:

О металле при попадании снаряда в броню есть у Коллинза  :) 

спс за наводку, гляну дома. БУмажный вариант есть.

 

11 минут назад, Fedor сказал:

Если скорость воздействия больше то воздействие не может распространятся в среде , следовательно, материал будет восприниматься как твердый  ...  

смелое утверждение..........)
Как понять "будет восприниматься как твердый"?

Изменено 15 июня 2021 пользователем Jesse

[Fedor 1 597]

Так сколько на камень не давлю, не могу продвинуться. При высоких скоростях воздействия и жидкости  воздействие тоже не сможет продвигаться, жидкость будет сопротивляться  ... 

 

Твёрдость — свойство материала сопротивляться внедрению более твёрдого тела 

Когда ныряешь, то с чем большей высоты, тем сильнее стукаешься о воду :) 

Изменено 15 июня 2021 пользователем Fedor

[Jesse 958]

2 часа назад, Fedor сказал:

Так сколько на камень не давлю, не могу продвинуться. При высоких скоростях воздействия и жидкости  воздействие тоже не сможет продвигаться, жидкость будет сопротивляться  ... 

@Fedor , давайте о твёрдых телах (при обычных условиях), которые ведут себя как жидкости (сами жидкости не трогаем, с ними более менее всё ясно).
 К примеру, есть такое явление как ползучесть: практически все твёрдые материалы "текут" (хоть и очень медленно), особенно при высокой температуре. Быть может это можно как-то увязать  с тем, что имел в виду Соклаков?