Методика дослідження впливу вибухів на елементи захисних конструкцій
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.22.2020.32-37Ключові слова:
інженерна споруда, захисна здатність, вибухова дія, поздовжні коливанняАнотація
Розроблено методику дослідження динамічних процесів у елементах захисних конструкцій, викликаних вибуховою дією. Застосована методика базується на отриманні математичної моделі динаміки процесу в елементах захисної конструкції та використанні спеціальних Ateb-функцій при побудові розв’язку останньої. Щодо математичної моделі, то вона враховує широкий спектр зовнішніх та внутрішніх чинників, таких як основні характеристики вибухової дії на зовнішнє середовище (ґрунт), взаємодію останнього із елементом захисної конструкції; фізико-механічні властивості матеріалу елементу захисної конструкції та являє собою крайову задачу для нелінійного диференціального рівняння гіперболічного типу. Отримано аналітичні залежності, які описують закони зміни визначальних параметрів динаміки елементу захисної конструкції (амплітуди та частоти поздовжніх коливань). Вони служать базою для оцінки її міцнісних характеристик та вибору основних параметрів елементів захисних конструкцій, які б надійно захищали об’єкти від вибухової дії. Запропоновано зміну конструкції взаємодії захисного елементу та зовнішнього середовища. Показано, що на відміну від елементів захисних конструкцій, пружні властивості яких задовольняють лінійному закону для розглянутого у роботі випадку, власна частота їх коливань залежить від амплітуди; динамічне переміщення точок захисного елементу (для незмінних характеристик вибуху та ґрунту) є меншим для випадків матеріалів із меншим значенням параметра та більшим значенням модуля пружності. З метою зменшення динамічної дії вибуху на елементи захисної конструкції доцільно її площини опори робити нахиленими до горизонту. Шляхом використання останнього можна зменшити амплітуду коливань захисного елементу, а відтак – максимальні динамічні навантаження, зумовлені впливом зовнішньої вибухової дії. Основні результати роботи можуть бути узагальнені і на випадки безпосередньої дії сили вибуху на захисну конструкцію, а справедливість підтверджується отриманням у граничному випадку відомих у наукових джерелах результатів, які стосуються лінійно-пружних характеристик елементів захисних споруд.
Посилання
Albert I. Analysis of the dynamic reaction of constructive-nonlinear mechanical systems / I. Albert, V. Petrov, A. Skvorthova // News VNIIG named after B. Vedeneeva. –2002. – V. 241. – P. 38-59.
Belov N.N. Calculation of iron-concrete construction for rip and shock loading / Belov N.N., Kopanitsa D.G., Kumplyak O.G., Yugov N.T. // Tomsk STTT, 2004 .– 466 p.
Velychko L. Dynamics of a protective structure at impact of a bullet or a fragment of a projectile / L. Velychko, O. Petruchenko, V. Kondrat // Military technical collection. – 2015. – V. 13. – P. 13-19. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.13.2015.13-19
Petruchenko O. Reduction of effective bullets, shrapnel shells on object protection / O. Petruchenko, O. Khytriak, L. Velychko // Military technical collection. – 2015. – V. 12. – P. 65-69. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.12.2015.65-69
Andrukhiv A. The justification of a way for improving the protection of special buildings form shock effect of the projectile / A. Andrukhiv, B. Sokil, M. Sokil, N. Huzyk // Military technical collection. – 2019. – V.. 20. – С.69-74. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.20.2019.69-74
Dykan S.D. Safety in the industry and emergency /S.D. Dykan, O.Ye. Zyma. – Poltava: TVO «АСМІ», 2015. – 273 p.
Orlenko L.P. Physics of explosion and shock / L.P. Orlenko. - M .: FIZMATLIT, 2006. – 394 p.
Frolov O.O. Calculation of the values of pressure at the shock wave front in the destruction of rocks by an explosion / О.О. Frolov, S.V. Tour // Bulletin of NTUU "KPI". The Mining Series. - 2009. - №18. - P. 43-47.
Kostyuchenko M.M. Soil Mechanics / М.М. Kostyuchenko. – K .: Internet resource of Kyiv Univ. – geol.univ @ kiev.ua. – 116 p.
Sokil B.I. Influence of parameters of the modernized working body of the mine trawl on its operational characteristics / B.I. Sokil, O.V. Yemelyanov, V.Ya. Nagachevsky, R.A. Nanivsky // Bulletin of mechanical engineering and transport. - 2019. - Vol. 10, No. 2. - P. 126-133/. DOI: https://doi.org/10.31649/2413-4503-2019-10-2-126-133
Babakov I. The theory of oscillations / I. Babakov.– M.: Science, 1965. – 560 p.
Perestyuk M.O. Some modern aspects of asymptotics of the theory of differential equations with impulse action / Perestyuk M.O., Chernikova O.S. // Ukr. Math. J. – 2008. - 60. – P. 81-90.
Kapustyan O.V. Extreme Problems: Theory, Examples, Methods of Solving / O.V. Kapustyan, M.O. Perestyuk, O.M. Stenzhitsky // K.: VPC of Kiev university. – 2019. – 71 p.
Mytropolskyy Yu. / Asymptotic solutions of partial differential equations / Yu. Mytropolskyy, B. Moseenkov. – K.: High school, 1976. – 592 p.
Sokil B.I. On the construction of asymptotic approximations for a nonautonomous wave equation / B.I. Sokil // Ukrainian Mathematical Journal. – 1995. V. 47 (12). P. 1960-1963. DOI: 10.1007/BF01060972
Sokil B.. Mathematical models of dynamics of friable media and analytical methods of their research/ B. Sokil, A. Senyk, M. Sokil, A. Andrukhiv, M. Kovtonyuk, K. Gromaszek, G. Ziyatbekova, Y. Turgynbekov / Przegląd Elektrotechniczny. – 2019. V. 4. – P. 74- 78 doi:10.15199/48.2019.04.13
Senyk P.M. Inverse of incomplete Beta function / P.M. Senyk // Ukr. Math. j. – 1969. – 21, No. 3. – P. 325-333.
Nazarkevich M. Investigation of Beta- and Ateb-function dependencies. / M. Nazarkevich. // Lviv Politechnic National Institutional Repository http://ena. lp.edu.ua, 2004.
