WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 34 | 35 || 37 | 38 |   ...   | 46 |

Бабкин А. В., Ладов С. В., Рассоха С. С. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ УДАРНО-ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ С. А. Афанасьева, Н. Н. Белов, Е. Ф. Дударев, А. Б. Скосырский, А. Н. Табаченко, Н. Т. Югов Томский государственный университет Условия высокоскоростного соударения предъявляют к конструкционным материалам повышенные требования прочности, жаростойкости и т. д. При ударе происходит также частичное или полное разрушение соударяющихся тел. Возможности традиционных высокопрочных сталей и сплавов для применения в качестве эффективных средств защиты и ударников с высокой проникающей способностью в условиях высокоскоростного соударения практически исчерпаны. В последние годы активно разрабатываются и исследуются объемные металлические наноструктурные материалы, а также материалы с ультрамелкозеренной структурой с упрочняющими наноразмерными частицами, для формирования наноструктуры в которых используются специальные методы интенсивной пластической деформации. Метод интенсивной пластической деформации всесторонней ковкой, или так называемое “a, b, c -прессование”, был использован для измельчения структуры в чистой меди для получения субмикрокристаллических структур в массивных образцах. Ультрамелкозернистая структура меди была сформирована при интенсивной пластической деформации посредством разностороннего изотермического прессования. Электронномикроскопические исследования с применением темнопольной методики показали, что при использованном режиме разностороннего прессования происходит диспергирование зеренной структуры до среднего размера 450 нм. Для определения влияния легирования на прочностные свойства металлокерамического материала на основе TiC со связкой из NiTi (TiC–NiTi) использовали легирующие добавки: оксиды, нитриды, углерод. Введение в шихту моноклинного диоксида циркония в объеме до 6 % заметно повышает прочность металлокерамического материала TiC–NiTi. Введение частиц графита реакторной чистоты и особенно нитрида кремния снижает прочность композита TiC–NiTi.

Работа выполнена при поддержке АВЦП РНПВШ №2.1.2/4147 и РФФИ № 08-01-00268.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭФФЕКТА “САМОЗАКРУТКИ” КУМУЛЯТИВНЫХ СТРУЙ А. В. Бабкин, С. В. Ладов, С. С. Рассоха Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана При функционировании кумулятивного боеприпаса с кумулятивной облицовкой (КО), изготовленной методом ротационной вытяжки (раскатки), образуется вращающаяся кумулятивная струя (КС) (т. н. “самозакрутка” кумулятивной струи), проникающая способность которой падает с ростом начальной угловой скорости заряда [1, 2].

Чу и Сеглетесом предложены две гипотезы возникновения самозакрутки наличие остаточных касательных напряжений и пластическая анизотропия материала облицовки [1]. В результате действия двух этих факторов КС приобретает угловую скорость, согласно данным Винера, 1500–2000 об/с для заряда диаметром 113 мм [3].

На основании гипотезы пластической анизотропии предложен подход по оценке глубины пробития КС, образованной из КО, изготовленной методом ротационной вытяжки.

Бабкин А. В., Ладов С. В., Рассоха С. С. Глубина пробития КС определялась с помощью последовательности оценок: приобретенной пластической анизотропии вследствие процесса ротационной вытяжки; угловой скорости КС, полученной при схлопывании пластически анизотропной КО, на основании распределений параметров пластической анизотропии; глубины пробития КС с учетом ее угловой скорости.

Оценка приобретенной пластической анизотропии выполнялась посредством физико-математического моделирования ротационной вытяжки с помощью программного комплекса ANSYS LS-DYNA. Определялось два параметра пластической анизотропии согласно модели [1].

Первый из них – это степень пластической анизотропии, т. е. отношение пределов текучести в окружном и радиальном направлениях. На основании экспериментальных данных Чу и Сеглетеса [1], а также Брюханова, Войтенко и др. [4] величина степени пластической анизотропии принималась в расчетах постоянной и равной 1.2. Второй параметр пластической анизотропии это угол ориентации главных осей пластической анизотропии [1]. Он определялся по углу ориентации главных направлений тензора деформации.

Угловая скорость КС оценивалась по инженерной зависимости, выведенной на основании результатов физико-математического моделирования процесса схлопывания упруго-пластической пластически анизотропной оболочки в квазидвумерной осесимметричной постановке с использованием гипотезы плоских сечений [5].

Главной особенностью решаемой задачи было использование модифицированного критерия пластичности Мизеса (критерия Хилла) в главных осях анизотропии, а также прямое решение уравнений пластичности Прандтля Рейсса.

Глубина пробития КС определялась с помощью модифицированной методики В.М. Маринина [6], путем учета в ней эффектов, связанных с разуплотнением струи вследствие вращения [7].

Проведен численный анализ процессов растяжения и последующего центробежного разрушения градиентных стержней вращающихся кумулятивных струй, предложены критерии их разрушения. На основе данных критериев разработана инженерная методика расчета параметров функционирования вращающихся кумулятивных зарядов. Таким образом, рассмотрены некоторые особенности эффекта “самозакрутки” КС.

Список литературы 1. Chou P. C., Segletes S. B. Jet Rotation Resulting From Anisotropy of Shaped-Charge Liners. / Proc. of the 11th International Symp. on Ballistics. Brussell, 9-11 May, 1989. Vol. II, P. 37–46.

2. Бабкин А. В., Федоров С. В., Ладов С. В. Численное исследование эффекта “самозакрутки” кумулятивных струй, формируемых зарядами с раскатными облицовками VII Харитоновские тематические научные чтения: Труды Международной конференции. – Саров:

РФЯЦ–ВНИИЭФ. – 2005. – С. 637–645.

3. Dynamic Behavior of a Shear-Formed Shaped-Chage Liner / Winer K., Shaw L., Muelder S., Breithaupt D., Baum D. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. – 1993. –Vol. 18. –P. 345–351.

4. Анизотропия упругих и прочностных свойств холоднокатаных листов меди / А. А. Брюханов, А. Ф. Войтенко, В. В. Усов и др. // Проблемы прочности. 1979. №8. C.103–105.

5. Рассоха С. С., Бабкин А. В., Ладов С. В. Определение возможностей спин-компенсации собственного вращения кумулятивных зарядов за счет применения раскатных облицовок с эффектом самозакрутки // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия “Машиностроение”.

2008. Специальный выпуск “Актуальные проблемы развития ракетно-космической техники и систем вооружения”. С. 70–78.

Бабкин В. С., Коржавин А. А., Лаевский Ю. М. 6. Маринин В. М., Бабкин А. В., Колпаков В. И. Методика расчета параметров функционирования кумулятивного заряда // Оборонная техника. 1995. № 4. C. 34–49.

7. Бабкин А.В., Рассоха С.C. Ладов С.В. Методика расчета параметров функционирования вращающихся кумулятивных зарядов // Оборонная техника. 2010. № 1–2.

УНИКАЛЬНОСТЬ РЕЖИМА ЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ГАЗОВ В. С. Бабкин1, А. А. Коржавин1, Ю. М. ЛаевскийИнститут химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирск Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск Большое число стационарных режимов фильтрационного горения газов (ФГГ) диктует необходимость их классификации. Однако их систематизация затруднена слабой изученностью свойств этих режимов. Режим звуковых скоростей (РЗС) занимает особое место среди режимов ФГГ как наименее изученный и занимающий промежуточное положение в скоростной шкале дефлаграции детонации. Весьма мало изучены особенности волн РЗС, отличающие их от волн других стационарных режимов: определяющие параметры, структурные характеристики волны горения, природа и условия критических явлений.

В данном сообщении показана возможность обобщения новых и имеющихся в литературе данных по скоростям распространения волн в хорошо изученном режиме высоких скоростей (РВС) и в РЗС в виде зависимости Re(Pe), где Re и Pe числа Рейнольдса и Пекле, построенные по скорости распространения и нормальной скорости ламинарного пламени, а также по характерному размеру поровых каналов.

Обобщенные скоростные зависимости позволили выявить область множественности режимов высоких и звуковых скоростей в диапазоне значений Pe 102 - 103. Вблизи нижней границы области РЗС вырождается в РВС. Вблизи верхней РВС перерождается в РВС.

Существенное различие РВС и РЗС состоит в наличии барической волны с плавным подъемом давления в зоне горения в случае РЗС. По данным Института гидродинамики им. М.

А. Лаврентьева и Института химической кинетики и горения СО РАН, барическая волна в зоне горения наблюдается как в системах с периодическими препятствиями, так и в системах с пористой средой.

С целью прогноза условий возникновения барической волны использовано решение задачи о движении газа в трубе с сопротивлением, создаваемым пористой средой. Полагая, что рост давления в зоне горения обусловлен нарушением баланса скоростей выделения тепловой энергии и выносу энергии из этой зоны, был получен искомый критерий рождения волны сжатия. Экспериментально показана адекватность этого критерия.

Из проведенного анализа проблемы РЗС следует, что, во-первых, параметр сопротивления определяет существование, механизм распространения волн горения и уникальность режима звуковых скоростей. Во-вторых, в РЗС максимальное давление в волне горения в адиабатическом случае равно давлению при сгорании газа при постоянном объеме. Далее, скорость волны РЗС может быть ниже или выше скорости звука свежей смеси. РЗС может реализоваться в различных системах с сопротивлением. Кроме того, режимы высоких и звуковых скоростей создают область множественности, обусловленную фактором сопротивления. Наконец, режим звуковых скоростей поднимает новые проблемы теории волн газового горения.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 09-03-00865).

Батраев И. С., Злобин С. Б., Ульяницкий В. Ю., Штерцер А. А. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕТОНАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ МЕТИЛАЦЕТИЛЕНА И. С. Батраев, С. Б. Злобин, В. Ю. Ульяницкий, А. А. Штерцер Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск В промышленной практике все большее распространение получают многокомпонентные газовые топлива. Например, ранее разработанная в качестве эффективного ракетного топлива смесь пропилен-пропан-метилацетилен-ален (МАФ), уже широко используется в газосварке как заменитель значительно более взрывоопасного ацетилена. Близкие к ацетилену энергетические характеристики дают основание для изучения возможности применения МАФа в качестве топлива и в технологии детонационного напыления. При этом детонация взрывчатых смесей на основе такого топлива до сих пор не была изучена.

Проведено исследование детонации МАФ-кислородных смесей. Выполнены расчеты параметров самоподдерживающейся детонации. По техническим характеристикам промышленного МАФа жестко регламентируется только относительное содержание компонент пропилена с пропаном к метилацетилену-алену (30/70). Показано, что относительное содержание пропана и пропилена несущественно сказывается на параметрах продуктов детонации (ПД).

При одинаковом количестве окислителя скорость детонации и температура ПД изменяются в пределах 5%. При сравнении расчетных параметров детонации основных газовых топлив ацетилена и пропан/бутана и МАФа установлено, что в области “бедных” смесей (содержание кислорода выше стехиометрии) МАФ и пропан/бутан, особенно по температуре продуктов детонации, мало отличаются и несущественно превосходят ацетилен. А в области “богатых” смесей картина существенно меняется. И по динамическим (скорость детонации) и по тепловым (температура ПД) видно существенное “расслоение” при бесспорном превосходстве ацетилена над пропан/бутаном МАФ занимает практически среднее положение между ними.

В экспериментах, которые выполнены на аппарате с проточной подачей компонентов взрывчатой смеси, измерялась скорость детонации и фиксировалась ячейка многофронтовой структуры на следовых отпечатках. Благодаря оригинальной конструкции камеры зажигания удалось добиться устойчивого возбуждения детонации вплоть до спиновых режимов в канале диаметром до 30 мм. Для тестирования методики и сравнения детонационных параметров в этих же условиях исследованы и ацетилен-кислородные, и пропан-бутан-кислородные смеси. Полученные для них данные находятся в хорошем соответствии с расчетом и данными, ранее полученными в закрытых камерах.

Данные по размерам ячейки также отражают б ольшую в сравнении с пропан/бутаном взрывчатую способность МАФа. Наименьшее значение продольного размера ячейки в пропан/бутановых смесях (2 3) мм в четыре раза превышает наименьшее значение в смесях МАФа (0, 5 0, 7) мм, что в свою в 3–4 раза меньше характерного минимального размера ячейки 0.15 мм в ацетиленовых смесях при начальном давлении 1 атм.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-01-00433-а, гранта НШ 5770.2010.и Программы президиума РАН № 12.

Баутин С. П. О ВОЗМОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ МИШЕНИ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА С. П. Баутин Уральский государственный университет путей сообщения, Екатеринбург В работе представлены два типа мишеней для управляемого термоядерного синтеза (УТС).

Сжатие мишени первого типа осуществляется со всех сторон (3D-мишень), сжатие мишени второго типа идет с боковых сторон (2D-мишень). Для сопоставления предлагаемых конструкций с уже существующими используется мишень, обсуждаемая и рассчитываемая в работе [1]. В данной работе приведена достаточно упрощенная схема функционирования мишеней для УТС и опущены некоторые детали, принципиальные для физики процесса. В частности, не рассматриваются вопросы повышения температуры сжатого топлива и влияния лучистого переноса энергии, обгоняющего волну сжатия.

В предложенных конструкциях мишеней предлагается внешнее вложение энергии осуществлять через достаточно малое число отверстий во внешнем прочном кожухе мишеней. В случае 2D-мишени это три или шесть, в случае 3D-мишени четыре. Границы раздела между сжимающей и сжимаемой средами являются поверхностями, выпуклыми в сторону DT смеси.

Предлагается использовать предложенную в [2] методику стабилизации движения металлических поверхностей, которое вызвано приложением к одной стороне поверхности больших нагрузок, что позволит сделать процесс движения этих поверхностей еще более устойчивым.

В работе обсуждаются возможные эффекты при сжатии предложенных мишеней.

Помимо проработки физических и технических аспектов функционирования мишеней необходимо предварительное математическое моделирование сильного сжатия этих мишеней.

Одним из обязательных результатов такого моделирования должно стать определение законов движения сжимающих поверхностей [3] для получения нужного физического эффекта при сжатии предложенных мишеней.

Pages:     | 1 |   ...   | 34 | 35 || 37 | 38 |   ...   | 46 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.