МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ЛОКАЛЬНОЇ ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ В ЕКСТИМАЛЬНИХ РОБОЧИХ УМОВАХ

Анотація

Мета дослідження полягає у проведенні глибокого аналізу динаміки удару та деформаційних характеристик алюмінієвої пластини в умовах високошвидкісного зіткнення. Основними завданнями роботи є вивчення особливостей поведінки алюмінієвого матеріалу при впливі великих динамічних навантажень, визначення потенційних слабких місць конструкції, оцінка ефективності алюмінієвих сплавів як легкого захисного матеріалу, а також розробка рекомендацій щодо підвищення їх міцності. Це дослідження має особливу актуальність у контексті сучасних вимог до створення конструкцій, що поєднують високу міцність, знижену вагу та економічну ефективність. Традиційні матеріали, такі як сталь, демонструють високу стійкість до механічних впливів, однак їх значна маса обмежує можливості застосування в багатьох сферах, наприклад, у транспортній галузі чи авіації, де мінімізація ваги є критичним параметром. Натомість алюмінієві сплави, зокрема Al 7039, мають низьку щільність та достатню міцність, що робить їх перспективними для вирішення завдань із захисту об'єктів, де важливим є баланс між захистом і мобільністю. Додатково метою є аналіз здатності алюмінієвих сплавів до поглинання енергії удару та оцінка їх довговічності в екстремальних умовах. Використання методів комп'ютерного моделювання, таких як явна динаміка (Explicit Dynamics), дозволяє з високою точністю дослідити процеси руйнування та пластичної деформації матеріалу, а також зекономити час і ресурси порівняно з проведенням реальних експериментів. Застосування моделі Джонсона-Кука забезпечує врахування впливу температури, швидкості деформації та зміцнення матеріалу на його поведінку під час удару, що дозволяє створити детальну картину процесів, які відбуваються в матеріалі. Окремий інтерес становить розробка багатошарових конструкцій із алюмінієвими пластинами, підсиленими керамічними матеріалами, для зменшення глибини проникнення та мінімізації фрагментації ударного тіла. Таким чином, отримані результати можуть бути застосовані для створення нових інженерних рішень у сферах авіаційної, автомобільної та військової промисловості, де вимоги до зниження ваги конструкцій поєднуються із забезпеченням високого рівня захисту.