Числове моделювання дії удару та вибуху на елементи системи «основа - захисна споруда» - НОСЕНКО, Віктор; НЕЧИПОРЕНКО, Дмитро (Основи і фундаменти, 2025)
Проектування надійних захисних споруд або окремих елементів їх конструкцій потребує комплексного аналізу зміни напружено-деформованого стану їх елементів як системи “основа – захисна споруда” під дією різних за характером впливів. Необхідно враховувати багато вхідних параметрів, які безпосередньо впливають на результати розрахунків. В роботі продемонстровані результати числового моделювання оцінки впливу влучання снаряду масою 300 кг зі швидкістю 60 м/с у фрагмент стіни захисної споруди, кут атаки, якого змінювався відносно горизонталі і мав наступні значення: 0°, 15°, 45°, 60°. Також аналізувався вплив від детонації бойової частини з вагою вибухової речовини близької до 100 кг у тротиловому еквіваленті. Для виконання розрахунків використовувався програмний комплекс Ansys/LS-Dyna. Фрагмент стіни має товщину 1200 мм, а основою для неї слугують фундаменти неглибокого закладання. Армується стіна в чотири шари стержнями різного діаметру та перемінним кроком. Покриття захисної споруди являє собою багатошарову залізобетонну плиту, яка виконується по металевим балкам. При створенні числової моделі системи “основа – захисна споруда” використовувався метод Лагранжа. Геометрія стіни, покриття, фундаменту і ґрунту зроблена за допомогою твердих об’ємних елементів, а дискретне армування залізобетонних конструкцій балочними елементами. Для моделювання впливу вибуху застосовувався підхід Лагранжа-Ейлера. Вибухівка задавалась фізично, а її поведінка описувалась рівнянням стану. В результаті дослідження впливу удару на фрагмент стіни захисної споруди було встановлено, що зміна кута атаки снаряду має суттєвий вплив на рівень та форму пошкоджень захисної конструкції. Різниця між площами зон пошкоджень для кутів 0° та 60° доходить до 70%, а розбіжності в значеннях напружень, що виникають в армуванні складає 20% та 73% для зовнішньої та внутрішньої граней стіни відповідно. Продемонстровано пошкодження стіни захисної споруди від дії впливу вибуху. На зовнішній стороні вони є розподіленими, а на внутрішній зосереджені в центрі. Площа зони пластичних деформацій на 41% для зовнішньої та 18 % для внутрішньої граней більша від зони викликаної ударом снаряду із кутом атаки 0°. Напруження в армуванні досягають граничних значень – 500 МПа. При комбінації впливів, дія вибуху має набагато більший ефект на стіну захисної споруди, кут атаки впливає не суттєво.