Методологія проєктних досліджень бронекорпусів легкоброньованих машин із нетрадиційних, поверхнево зміцнених матеріалів та композицій

Abstract

У роботі розроблено новий підхід до аналізу напружено-деформованого стану бронекорпусів легкоброньованих машин із нетрадиційних, поверхнево зміцнених матеріалів та композицій. На основі розрахунково-експериментальних та розрахунково- розрахункових досліджень пропонується створювати експрес-моделі напружено деформованого стану цих бронекорпусів. Зокрема, розглядаються багатошарові композиції "сталь – кераміка - сталь", "сталь - тканий матеріал" із різним чергуванням шарів із властивостями, які визначають певні службові характеристики бронекорпусу. Мова йде про балістичну, протимінну та протиуламкову (вторинні уламки) стійкість. Крім того, до уваги беруться критерії міцності, жорсткості та стійкості бронекорпусів легкоброньованих машин. Зокрема, ці характеристики впливають на динамічну збудливість від дії реактивних сил віддачі при здійсненні пострілів із високотемпової зброї, у тому числі – малокаліберних автоматичних гармат. Також важливим є вплив на збурення у канали наведення і стабілізації озброєння, які виникають внаслідок деформування бронекорпусів. Із точки зору стійкості становить інтерес дія надлишкового тиску ударної хвилі від вибухів фугасних зарядів на бронекорпус. У кінцевому результаті бронекорпус має виконувати ще й опорну функцію для усіх систем і агрегатів легкоброньованої машини. Таким чином, виникає проблема здійснення великого обсягу проєктних розрахунків задля обґрунтування прогресивних технічних рішень бронекорпусів із нетрадиційних, поверхнево зміцнених матеріалів та композицій. При цьому виникає проблема побудови розрахункових моделей напружено-деформованого стану таких бронекорпусів за критерієм збалансованості точності та термінів здійснення багатоваріантних розрахунків. Із залученням узагальненого параметричного моделювання пропонується визначати прийнятні експрес-моделі із нетрадиційних, поверхнево зміцнених матеріалів та композицій. Тобто будується така експрес-модель, яка задовольняє вимоги точності результатів та тривалості розрахунків. Вона створює можливості на перших етапах проєктних досліджень досягати прогресу у задоволенні конкуруючих вимог до бронекорпусів легкоброньованих машин із підвищеними тактико-технічними характеристиками.The work develops a new approach to the analysis of the stress-strain state of armored hulls of lightly armored vehicles made of unconventional, surface-hardened materials and compositions. Based on computational-experimental and computational-calculation studies, it is proposed to create express models of the stress-strain state of these armored hulls. In particular, multilayer compositions "steel-ceramics-steel", "steel-woven material" with different alternation of layers with properties that determine certain service characteristics of the armored hull are considered. We are talking about ballistic, anti-mine and anti-fragmentation (secondary fragments) resistance. In addition, the criteria for strength, rigidity and stability of armored hulls of lightly armored vehicles are taken into account. In particular, these characteristics affect the dynamic excitability from the action of reactive recoil forces when firing from high-speed weapons, including small-caliber automatic guns. Also important is the impact on disturbances in the guidance and stabilization channels of weapons that arise as a result of deformation of armored hulls. From the point of view of stability, the effect of excess pressure of the shock wave from explosions of high-explosive charges on the armored hull is of interest. Ultimately, the armored hull must also perform a supporting function for all systems and assemblies of a lightly armored vehicle. Thus, the problem arises of performing a large volume of design calculations to substantiate progressive technical solutions for armored hulls made of unconventional, surface-hardened materials and compositions. At the same time, the problem arises of constructing computational models of the stress-strain state of such armored hulls based on the criterion of balancing the accuracy and timing of multivariate calculations. With the involvement of generalized parametric modeling, it is proposed to determine acceptable express models from unconventional, surfacestrengthened materials and compositions. That is, an express model is being built that meets the requirements for the accuracy of results and the duration of calculations. It creates opportunities at the first stages of design research to achieve progress in meeting competing requirements for armored hulls of lightly armored vehicles with increased tactical and technical characteristics.