Моделі взаємодії м'якого тіла з перешкодою і результати їх дослідження
Вантажиться...
Дата
2019
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Харків : Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
Анотація
Sergey P. Svetlichniy. Models of soft body interaction with a target and the results of their analysis. – Qualification scientific paper, manuscript.
Thesis for candidate degree in Technical Science: speciality 01.05.02 – mathematical modeling and computational methods. – National aerospace university named after N. E. Zhukovskiy “Kharkiv Aviation Institute”; V. N. Karazin Kharkiv National University, the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2019.
In the thesis, for the first time, there has been developed and scientifically proved a hybrid model of contact interaction between soft body and aircraft engine blade. The model is used for multipurpose analysis of the influence of the blade design parameters on their reaction in case of soft body impact of different mass, with different speeds and at different angles. The model was verified by comparing the results of numerical simulation with the test results. The model allows to determine the loads acting on the blade without carrying out a full-scale experiment, which significantly simplifies, speeds up and reduces the costs of testing the blades for bird resistance.
The simulation technique of soft body to engine blade interaction was further developed. The method differs from the existing ones by using smoothed particles method for discretization of the soft body, which allows to eliminate the problems of numerical instability and expand the scope of simulation and analysis of mechanical processes accompanying the impact.
Опис
У дисертаційній роботі вперше розроблено і науково обґрунтовано гібридну модель контактної взаємодії м'якого тіла з лопаткою авіадвигуна для комплексного дослідження впливу конструктивних параметрів лопаток на їх реакцію у разі удару по ним м'якого тіла різної маси, з різною швидкістю і під різними кутами. Виконано верифікацію моделі шляхом порівняння результатів чисельного моделювання з результатами натурних експериментів. Модель дозволяє визначити діючі на лопатку навантаження без проведення натурного експерименту, що істотно спрощує, прискорює і знижує матеріальні витрати на випробування лопаток двигуна на птіцестойкость.
Подальшого розвитку набув метод моделювання контактної взаємодії м’якого тіла з лопаткою авіаційного двигуна, який відрізняється від існуючих застосуванням безсіткового методу згладжених частинок для дискретизації м'якого тіла, що дозволило усунути проблеми чисельної нестійкості рішення і розширило область моделювання та дослідження механічних процесів, які супроводжують удар.
Встановлено, що форма м'якого тіла несуттєво впливає на зміну максимального тиску. Отримано апроксимаційні залежності сили удару від маси і швидкості м'якого тіла. Встановлено, що залежність сили удару від маси м'якого тіла і швидкості зіткнення є квадратичною.
Досліджено деформації сталевої плити-мішені при різних швидкостях і кутах зіткнення. Розрахункові форми імпульсу деформацій якісно і кількісно узгоджуються з експериментальними.
Ключові слова
математичне моделювання, м'яке тіло, удар, безсітковий метод згладжених частинок, рівняння стану, пластичність, динамічний прогин, mathematical modeling, soft body, impact, smoothed particle hydrodynamics method, equation of state, plasticity, dynamic deflection
Бібліографічний опис
Світличний, Сергій Петрович. Моделі взаємодії м'якого тіла з перешкодою і результати їх дослідження : дисертація ... кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – Математичне моделювання та обчислювальні методи / С.П. Світличний ; Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут» імені М.Є. Жуковського; Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна. - Харків, 2019. - 182 с.