Российские ученые установили механизм разрушения льда при ударах

Новая отечественная программа моделирует поведение льда под нагрузкой, выявляя различные механизмы разрушения в зависимости от пористости. Результаты могут быть полезны при планировании противопаводковых мер на реках и озерах.

Ученые Томского государственного университета создали компьютерную программу, позволяющую моделировать поведение льда под воздействием динамических нагрузок. С ее помощью было проведено исследование процессов разрушения конструкций, включающих ледяной блок и металлические пластины.

Выяснилось, что характер разрушения определяется пористостью льда и параметрами приложенной ударной нагрузки. Высокопористый лед раскалывается на крупные фрагменты, тогда как низкопористый лед образует множество мелких осколков. Эти данные имеют практическое значение, в частности, при ликвидации ледяных заторов, протяженность которых на сибирских реках иногда достигает сотен километров, говорится на сайте учебного заведения.

Авторы исследования провели моделирование 11 различных конструкций, каждая из которых представляла собой ледяной блок размером 40×30×50 мм, расположенный между тонкими стальными пластинами толщиной 1 мм. Блок находился под давлением верхней пары пластин и нижней группы пластин, количество которых варьировалось от 1 до 11. С использованием методов численного анализа ученые зафиксировали временные интервалы возникновения начальных повреждений и выявили преобладающие сценарии разрушения как льда, так и стальных пластин. Результаты показали, что время полного пробивания конструкций колебалось от 105 мкс при 1 нижней пластине до 250 мкс при наличии всех 11 пластин.