Відмінності між версіями «Проектування жилетів»
3524693 (обговорення • внесок) (→Джерела) |
3524693 (обговорення • внесок) |
||
| Рядок 40: | Рядок 40: | ||
==Джерела== | ==Джерела== | ||
| − | [http://www.faito.ru/news/1303557590 Використання суперкомп'ютерів] | + | <p>[http://www.faito.ru/news/1303557590 Використання суперкомп'ютерів]</p> |
| + | <p>[http://cyberleninka.ru/article/n/proektirovanie-novyh-konstruktsii-tkanevyh-bronepaneley-s-ispolzovaniem-superkompyuternyh-vychisleniy ПРОЕКТУВАННЯ НОВИХ КОНСТРУКЦІЙ]</p> | ||
Поточна версія на 18:32, 20 листопада 2016
Суперкомп'ютер як засіб розробки жілетів
Пікова продуктивність двох суперкомп'ютерів, встановлених в ЮУрГУ, становить 117,6 і 12,3 Тфлопс. Вони займають 3-є і 25-є місце в Топ-50.
Декан факультету обчислювальної математики та інформатики ЮУрГУ, професор Леонід Соколинский розповів CNews, що розподіл завдань за пріоритетними напрямами науки на їх суперкомп'ютерних ресурсах виглядає наступним чином: 52,2% завдань доводиться на ІТ, 33,7% - на енергоефективність та енергозбереження, 9, 4% - на космічні технології, 3,5% - на медичні технології та 1,2% - на ядерні технології.
Якщо ж брати розподіл завдань по галузях, то природно-наукові завдання становлять 65% від загального потоку, інженерні - 33%, соціально-економічні - 2%. Університет використовує суперкомп'ютери і для власних потреб, і для розрахунків за проектами сторонніх замовників. На замовлення держкорпорації «Оборонпром», наприклад, на університетському суперкомп'ютері відпрацьовувалися нові конструкції бронежилетів, що дозволило значно скоротити число натурних експериментів. Ще одне завдання, яке «Оборонпром» вирішував на суперкомп'ютері ЮУрГУ, полягала в моделюванні механіки пошкоджень, які виникають в тілі людини при локальних ударах.
Раніше для подібних експериментів використовувався або технічний пластилін, за допомогою якого досить складно оцінити ступінь травмованості реального людського тіла, або моделі грудної клітини, які коштують досить дорого. У процесі доведення конструкції авіадвигуна чайку моделюють у вигляді еліпса з заданими свойстваміІспользованіе суперкомп'ютера дало можливість «Оборонпрому» значно скоротити витрати на доопрацювання конструкцій, кажуть в ЮУрГУ.
Один кілограм балістичної тканини з синтетичного високомодульного матеріалу, використовуваного в бронежилетах, коштує близько $ 200, а один постріл з будь-якої зброї в Російському центрі випробувань засобів індивідуального захисту при «НДІ Сталі» з виміром швидкості і реєстрацією на технічному пластиліні
ПРОЕКТУВАННЯ НОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ТКАНИННИХ бронепанелей з використанням суперкомп'ютерних обчислень
<p>Тканинні бронепанелі можуть містити кілька десятків шарів високоміцних тка-ній з арамідних ниток Кевлар (США) або Русар (Росія) різного типу переплетення (саржа, сатин, полотно та ін.) (Рис. 1). При ударі кулею в тканинної бронепанелі виникають складні
фізичні явища: динамічне деформування з поширенням ударних хвиль, великі прогини, освіту і зникнення множинних фрикційних контак-тів, витягування і руйнування ниток і ін. Все це суттєво ускладнює теоретичний аналіз проблеми локального ударного взаємодії тканинної бронепанелі з індент-ром.
Тому в даний час при розробці нових конструкцій бронежилетів, отли-чающихся меншою масою і вартістю, високою надійністю, спираються, в основному, на натурний багатофакторний експеримент, що призводить до подовження термінів проектування і збільшення вартості етапу доведення (і вироби в цілому).
Моделювання тканинних структур пройшло кілька стадій розвитку. Фундаменталь-ної роботою в області дослідження міцності при інтенсивних короткочасних навантаженням-ках є робота Х.А. Рахматулина 1961 року, що де розглянуто удар по прямій гнучкою де-формованої незакріпленої нитки
нескінченної довжини (аналітичне рішення). Інтенсивність-сивное розвиток моделювання тканинних структур почалося з розвитком обчислювальної техніки і відповідних прикладних програм. Спочатку тканину замінювали ортотропной пластиною, потім сітками з ортотропних ниток зі зв'язаними вузлами. В останнє десятиліття розвиваються моделі, де моделюється кожна нитка. Вони орієнтовані на пакет кінцево-елементного аналізу LS-DYNA.
Таким чином, завданням дослідження було створити малопараметріческую модель тка-ні, яка б дозволила розрахувати на суперкомп'ютері
бронежилети реальних розмірів (30 × 30 см) з реальною кількістю шарів (десятки) для заміни більшої кількості натурних експериментів віртуальними.
У пакеті програм LS-DYNA представлено більше сотні моделей матеріалу [9], найбільш цікавими для нас були малопараметріческіе моделі,
їх аналіз показав, що для ниток найбільш підходить матеріал * MAT_ENHANCED_COMPOSITE_DAMAGE, що дозволяє задати ортотропні властивості ниток і врахувати руйнування при досягненні першого головного напруги межі міцності ниток (3 ГПа). Характеристики ниток для введення в програм-му
LS-DYNA: товщина нитки Т = 100 мкм, ширина нитки D = 500 мкм, модулі пружності Ex = 1,4 • 105 МПа і Ey = 1,4 • 103 МПа,
щільність ρ = 1 440 кг / м3, коефіцієнт Пуассона μxy = 0,3, модулі зсуву Gxy = Gyz = Gzx = 1,4 • 103 МПа.
