Моделирование проникания гранул углекислоты во взрывчатое вещество

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Военная наука


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

толщиной 30 мм не происходит. Срабатывается головная часть ударника, состоящая из меди (рис., д-з).
На основе модели [2] и критерия [3] с применением метода конечных разностей был разработан алгоритм, реализованный в виде программы численного моделирования. После этого были проведены расчеты для заряда диаметром 50 мм с полусферической облицовкой из меди (ВВ инициировалось ГПВД).
Список литературы
1. Решение о выдаче патента на полезную модель от 15. 06. 10. Кумулятивный заряд. Акимов A.A., Алешичева Л. И., Короткова Е. В., Молодцова Т. В., Чуков A.H., Чуков О. В.
2. Акимов A.A., Воротилин М. С., Кирюшкин И.H., Климов С. А., Сидоров Е. В., Чуков А. Н., Михайлин С. В. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств. Тула: Издательство Репро-Текст, 2007. С. 269.
3. Баум Ф. А., Орленко Л. П., Станюкович К. П. Физика взрыва. М.: ФИЗМАТЛИТ. В 2-х т. Т.2. 2002. 656 с.
T. V. Molodtsova
DETERMINATION OF THE GEOMETRY LINER FROM ALUMINIUM -MAGNESIUM ALLOY FOR CHARGE WITH A HEMISPHERICAL LINING
The calculation of the thickness and diameter of the liner of an aluminum-magnesium alloy for a charge of 50 mm in diameter with a hemispherical lining. Stages offormation and penetration into the target element of the compact.
Key words: liner, compact element, explosive.
УДК 623. 451−027. 33
A.A. Акимов, д-р техн. наук, проф. ,(4872)35−00−06, akim 1973@inail. rm
О. В. Чукова, канд. техн. наук, доц., (4872)35−00−06, chukolyal@yandex. ru (Россия, Тула, ТулГУ),
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОНИКАНИЯ ГРАНУЛ УГЛЕКИСЛОТЫ ВО ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО
Рассмотрен процесс взаимодействия гранул углекислоты со взрывчатым вегцеством (ВВ) и создана математическая модель этого процесса.
Ключевые слова: утилизация, взрывчатое вегцество, углекислота,
математическое моделирование, осесимметричная модель.
В работах [1] и [2] представлены технологии утилизации боеприпасов, применяющие в качестве разрушающих элементов гранулы льда и гранулы углекислоты (сухого льда).
На рис. 1 представлен сравнительный анализ взаимодействия твердых абразивных частиц и гранул углекислоты с разрушаемым материалом.
Рис. 1. Сравнение взаимодействия твердых абразивных частиц и гранулами сухого льда с разрушаемым материалом
Остановимся на физической картине взаимодействия гранул углекислоты. Сформированный поток гранул подается на поверхность разрушаемого материала. Попадая на поверхность разрушаемого материала, твердое ядро углекислоты резко нагревается, в результате чего происходят интенсивное выделение газообразной углекислоты и, как следствие, увеличение объема. Под действием давления выделяемой газообразной углекислоты происходит дополнительное разрушение материала микровзрывом. Использование суммарного действия эффекта кинетической энергии гранул углекислоты и микровзрыва способствует интенсификации процесса разрушения.
Вместе с тем, воздействие гранул углекислоты на заряд ВВ носит инертный с точки зрения химической реакции, характер, т. е. не приводит к изменениям химической формулы разрушаемого материала и соответственно к изменению его физических свойств, а сама углекислота испаряется в воздухе без вредных последствий.
Математическое моделирование проникания гранул углекислоты является сложной задачей. Она состоит из нескольких этапов: 1-й этап -движение гранулы углекислоты заданного объема в воздухе со скоростью близкой к скорости звука- 2-й этап — процесс взаимодействия гранулы углекислоты с разрушаемым материалом под заданным углом- 3-й этап -процесс сублимации гранул углекислоты и процесс разрушения материала.
Математическая модель движения и взаимодействия гранул углекислоты основана на фундаментальных законах механики сплошных сред.
Для выполнения этих расчетов в работе была применена осесимметричная квазигидродинамическая модель с уравнениями
состояния типа Ми-Грюнайзена [3], модифицированная в рамках поставленной задачи. Математическая модель сублимации определяется уравнением Кнудсена — Ленгмюра, описывающим скорость убыли массы при сублимации с поверхности гранул углекислоты.
При реализации математической модели для 1-го и 2-го этапов необходимо учитывать свойства двух взаимодействующих материалов углекислоты и ВВ.
Свойства углекислоты достаточно мало изучены и очень противоречивы, так как процессы ее превращения являются сверхскоростными. В качестве граничного условия использовались термодинамические свойства линии равновесия фаз кристалл-пар (твердое вещество-газ), которая называется кривой сублимации. В математической модели были учтены плотность, теплоемкость коэффициент линейного расширения, скорости продольных и поперечных звуковых волн [4].
В качестве исследованных ВВ были гексогеносодержащие и тротилосодержащие составы.
При взаимодействии углекислоты со взрывчатым веществом были проведены расчеты, позволяющие промоделировать размеры гранулы, ее скорость. Стало понятно, что диаметр гранул больше 15 мм может привести к детонации, к этому может привести и высокая скорость движения гранул углекислоты, поэтому она может колебаться в пределах 300−400 м/с.
Также является очень важным описание эффекта микровзрыва углекислоты на поверхности материала, потому что процесс внедрения просто твердого тела таких размеров (1−5 мм) не приведет к большой разрушительной силе.
Создание математической модели, позволяющей адекватно отражать момент взаимодействия гранул углекислоты и взрывчатого вещества, даст возможность проанализировать время проникания, процесс разрушения и варьировать начальными условиями для достижения наилучшего результата разрушения.
В настоящей работе не были учтены эффекты микровзрыва, а также потери массы гранул углекислоты при сублимации от взаимодействия со взрывчатым веществом.
На рис. 2 представлены этапы движения и проникания гранул углекислоты во взрывчатое вещество. Из рисунка видно, что в модели рассматривается одна гранула, однако предполагается, что все гранулы будут вести себя одинаково. В дальнейшем предполагается провести расчет с «облаком» подобных гранул. Из представленной модели можно определить температуру в различных точках гранулы углекислоты и тем самым вычислить процент разрушения ВВ.
Рис. 2. Движение и проникание гранул углекислоты во ВВ
Таким образом, проведенные расчеты показали, что существует возможность увеличить разрушение материала путем применения гранул углекислоты. Однако сложность процесса взаимодействия гранул углекислоты со взрывчатым веществом дает возможность продолжить исследования в этой области.
Список литературы
1. Патент Р Ф № 2 127 419 от 28. 10. 1997.
2. Патент Р Ф № 2 127 420 от 11. 11. 1997.
3. Математическое моделирование функционирования взрывных
устройств. А. А. Акимов [и др.]. Тула: Изд-во Репро-Текст, 2007. 269 с.
4. Алтунин В. В. Теплофизические свойства двуокиси углерода.
М., 1975.
A.A. Akimov, O. V. Chukova
MODELLING PENETRATION OF GRANULES THE DIOXIDE CARBON IN EXPLOSIVE
Process interaction of granules dioxide carbon with explosive is considered and the mathematical model this process is created.
Key words: recycling, explosive, carbon dioxide, mathematical modeling,
axisymmetric model.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой