Об обоснованности адиабатического подхода при моделировании пиротехнической установки

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ОБ ОБОСНОВАННОСТИ АДИАБАТИЧЕСКОГО ПОДХОДА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПИРОТЕХНИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Доктор технических наук, доцент, кандидат физико-математических наук,
доцент,
Ижевский государственный технический
университет, Камский институт гуманитарных и инженерных технологий, г. Ижевск, Удмуртская Республика, Россия
магистр,
Ижевский государственный технический университет, г. Ижевск, Удмуртская Республика, Россия
Summary. On the program software ANSYS there was simulated the temperature field of the pyrotechnic mounting for shock testing. It is shown that the change in temperature of the barrel after the tests is extremely low. And due to the fact that further testing is required disassembly and installation of a new charge, a change in temperature settings can be neglected. Keywords: shock test- experiment- mathematical model- optimization- pyrotechnic mounting.
В процессе эксплуатации узлы, агрегаты и чувствительные элементы ракетной техники подвергаются значительным знакопеременным перегрузкам. При этом повреждение даже одного элемента может привести к отказу всего оборудования и последующей нештатной ситуации. Одним из необходимых элементов программы испытаний являются ударные испытания, для проведения которых обычно используются стационарные пневматические стенды [1−4- 8−10]. Однако в соответствии с регламентом, для проведения квалификационных и периодических испытаний нередко необходимы мобильные испытательные устройства, способные моделировать ударные нагрузки для автономных испытаний отдельных приборов, узлов и элементов оборудования. Одним из возможных вариантов такого стенда может стать пиротехническая ударная установка (рис. 1).
Для оптимизации параметров этой установки ранее нами была создана математическая модель пиротехнической установки в адиабатической форме [5−16]. На первый взгляд, неучет теплообмена установки является довольно грубым допущением, в связи с чем нами был проведен теп-лофизический расчет ствола установки в системе ANSYS.
Как видно из рис. 2, наиболее неблагоприятная точка располагается рядом с мембраной на установки. Динамика изменения температуры для нее показана на рис. 3. Как видно, максимальное значение температуры составляет всего 370 °C, при чем достаточно кратковременно. На 11 мкс контейнер достигает окна для стравливания газов, после чего происходит резкое уменьшение температуры (рис. 3). Увеличение температуры на наруж-
Н. В. Митюков, Е. Л. Бусыгина,
Н. Н. Соломенников
ной стенке — не более 30 °C, это подтверждается практически однородной заливкой рисунка, на котором изображено поле температур. Таким образом, пик температуры минимальным образом влияет на давление в канале (рис. 4), поскольку и пик давления выглядит чрезвычайно островерхим с минимальным изменением работы с учетом или без учета температуры на пике. Учет изменения тепла имело бы значение, если перед произведением следующего испытания ствол был бы сильно разогретым, но учитывая, что для него установку необходимо разобрать, заложить новый пороховой заряд, загрузить контейнер и т. д., изменением тепла можно пренебречь. В связи с этим для дальнейших расчетов была использована модель в адиабатической постановке.
Рис. 1 — Схема ударной установки: 1 — пиропатрон- 2 — крышка заряда- 3 — пороховой заряд- 4 — мембрана- 5 — контейнер с испытуемым узлом- 6 — стенка ствола- 7 — окно для стравливания пороховых газов- 8 — сменный тормозной мат- 9 — крышка мата
1мкЦЭ72?7 3 *С
Рис. 2 — Поле температур стенок ствола

Рис. 3 — Максимальная температура (°С) наружной (нижняя кривая) и внутренней (верхняя кривая) стенки ствола от времени (мкс)
Рис. 4 — Изменение давления по длине ствола установки
Библиографический список
1. Атапин В. Г. и др. Стенды и устройства для испытаний материалов и специзделий на ударную прочность и ударную устойчивость // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2009. — № 3. — С. 87−98.
2. Деменко О. Г., Михаленков Н. А. О некоторых подходах к выбору ударного стенда для автономных испытаний объектов оборудования космических аппаратов // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. — 2015. — № 1. — С. 28−33.
3. Евстифеев М. И. и др. Особенности испытаний микромеханических гироскопов на ударные воздействия // Гироскопия и навигация. — 2011. — № 3 (74). — С. 88−95.
4. Елисеев Д. П., Серебряков В. П., Чапурский А. П. Разработка малогабаритного ударного стенда для испытаний микромеханических датчиков // Научно-

технический вестник информационных технологий, механики и оптики. — 2011. -№ 4 (74). — С. 165−167.
5. Митюков Н. В. и др. Внутренняя баллистика дульнозарядных гладкоствольных орудий // Химическая физика и мезоскопия. — 2012. — Т. 14. — № 3. -С. 371−375.
6. Митюков Н. В., Крауфорд К. Р., Ганзий Ю. В. Верификация параметров гладкоствольной артиллерии // Вестник КИГИТ. — 2012. -№ 1. С. 24−33.
7. Митюков Н. В. и др. Реконструкция параметров дульнозарядной гладкоствольной артиллерии // Новый университет. Сер. «Технические науки». — 2012. — № 4. -C. 63−68.
8. Пустобаев М. В. Экспериментально-теоретическое исследование характеристик системы «Стенд с объектом испытаний / ударное устройство» для испытаний бортовой аппаратуры // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2014. — Т. 141. -№ 4. — С. 55−60.
9. Родыгин М. П. Модель пневматической установки для ударных испытаний // Новый университет. Сер. Технические науки. — 2014. — № 5−6. — С. 54−77.
10. Rodygin M. P. Optimization of the Pneumatic Plant'-s Parameters for Crash-Tests of Shell Rings // European Journal of Technology and Design. 2014. — Vol. 6. — № 4. — P. 184−188.
11. Соломенников Н. Н. и др. Проблемът на устойчивост решения на проблема с исто-рическа реконструкция на дулото пушки // Научният потенциал на света: Материа-ли за 9-а международна научна практична конференция (София, 17−25 септември, 2013). Том 20. София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2013. C. 41−43.
12. Соломенников Н. Н. и др. Баллистические испытания со сферическим снарядом // Молодежная наука в развитии регионов: Мат. IV Всерос. конф. студентов и молодых ученых (Березники, 23 апреля 2014 г.). Пермь: Березниковский филиал Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. — С. 314−316.
13. Соломенников Н. Н. Адаптация стенда STT 500 для ударных испытаний специальной техники // Молодежная наука в развитии регионов: Мат. V Всероссийской конференции студентов и молодых ученых. — Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед политех, ун-та, 2015. — С. 153−155.
14. Соломенников Н. Н. Математическая модель пиротехнической установки для испытания ракетной техники // Новый университет. Сер. «Технические науки». 2013. -№ 8−9. — C. 110−118.
15. Соломенников Н. Н. Адаптация стенда STT 500 для ударных испытаний специальной техники // Вестник КИГИТ. 2014. — № 2 (44). — С. 77−80.
16. Solomennikov N. N. i in. Rekonstrukcja historyczna ladowanej kaganiec artylerii: identyfikacja wynikow symulacji // Wschodnie partnerstwo — 2013: Materialy IX Mi^dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji (Przemysl, 07−15 wrzesnia 2013 roku). Vol. 33. Przemysl: Nauka i studia, 2013. — S. 62−63.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой