Preview

Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.

Расширенный поиск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ ЛЬДА

Полный текст:

Аннотация

В настоящее время лед, как объект разрушения, рассматривается как монокристалл, на гранях которого возникают главные напряжения. На наш взгляд, примеси, содержащиеся во льду в виде пузырьков воздуха, соли, пыли, органических веществ и т.д., делают структуру льда неоднородной как на поверхности, так и внутри самих кристаллов. В результате этого механические характеристики льда неодинаковы даже на соседних участках одного ледяного массива. С другой стороны, лед, по мнению авторов, занимающихся его исследованиями, представляет собой вязкоупругое твердое тело, которое при разрушении воспринимает продольное сдвиговое сжатие. Учитывая, что разрушение льда будет производиться под воздействием удара, считаем, что его разрушение будет происходить при усилиях, лишь незначительно превышающих предел упругости.

При создании модели авторы считали, что для поликристаллического льда упорядоченного типа возможны четыре системы упругих параметров – Е – модуль Юнга и m коэффициент Пуассона в зависимости от направления приложенного усилия: вдоль и поперек кристаллов относительно с-осей.

В статье рассмотрены две модели разрушения льда – математическая и регрессионная, которые показали высокую сходимость по показателям регрессии.

В первом случае модель льда представляет собой бесконечную пластину малой толщины, опирающуюся на упругие связи чередующейся жесткости, которые расположены на жестком основании. Для разрушения льда ударом действующее усилие разрушения направлено вдоль плоскостей скольжения.

Во втором случае для подтверждения полученной теоретически модели разрушения льда был проведен численный эксперимент, в котором учитывались основные механические характеристики льда, геометрические параметры выбранной модели льда и факторы, оказывающие влияние на прочность льда: величина внешнего воздействия, толщина кристалла льда, толщина спайки, модуль Юнга, высота слоя льда.

Анализ сходимости результатов исследований на основе полученных моделей подтвердил гипотезу разрушения льда как вязкоупругого твердого тела, которое при разрушении воспринимает продольное сдвиговое сжатие.

Об авторах

Любовь Александровна Сладкова
ВА РВСН им. Петра Великого
Россия
д-р техн. наук, проф.


Андрей Владимирович Кузнецов
РУТ (МИИТ)
Россия
аспирант


Список литературы

1. Паундер, Э. Физика льда / Э. Паундер. – М.: Мир, 1967. – 188 с.

2. Shulson, E.M. The Structure and Mechanical Behavior of Ice / E.M. Shulson // JOM: Journal of the minerals, metals and materials society. – 1999. – N 51. – P. 21–27.

3. Northwood, T.D. // Canad. J. Phys. – 1947. – V. 88, N A25.

4. Boyle, R.W. Velocity of Longitudinal Vibration in Solid Rods (Ultrasonic Method) With Special Reference to the Elasticity of Ice, Canada / R.W. Boyle, D.C. Sproule // Canad. J. Res. – 1931. – V. 601, N 5.

5. Арушанян, О.Б. Решение линейной краевой задачи для систем обыкновенных дифференциальных уравнений методом ортогональной прогонки С.К. Годунова / О.Б. Арушанян, С.Ф. Залеткин // Вычислительные методы и программирование. – 2001. – Т. 2. – С. 41–48.


Для цитирования:


Сладкова Л.А., Кузнецов А.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ ЛЬДА. Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura. 2018;(2(16)):22.

For citation:


Sladkova L.A., Kuznetsov A.V. MODELING OF PROCESSES OF BREAKING THE ICE. Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura. 2018;(2(16)):22. (In Russ.)

Просмотров: 87


ISSN 2409-7217 (Online)