Численное моделирование формирования и метания элементов из тяжелого сплава в малокалиберном выстреле ближнего боя
Авторы: Завора И.В., Имховик Н.А.
Опубликовано в выпуске: #5(77)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-5-1767
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Изложены результаты численного моделирования и экспериментальных исследований процесса взрыва осколочной гранаты малокалиберного выстрела для перспективного автоматического гранатомета. Предложена усовершенствованная конструкция осколочной оболочки выстрела калибра 40 мм, включающая в себя кольцевые блоки поражающих элементов заданного дробления из тяжелого сплава на основе вольфрама. Представлена методика автоматизированного параметрического построения расчетных сеток элементов малокалиберного выстрела. Рассмотрены основные стадии процесса формирования и метания поражающих элементов заданного дробления из колец с равномерно нанесенными насечками. Выявлено образование спектра сдвиговых сопутствующих осколков треугольной формы в местах нанесения насечек. Приведены результаты стационарных подрывов макетов осколочных выстрелов калибра 40 мм с набором колец, изготовленных методом инжекционного формования из порошкового материала. Выполнена статистическая обработка массогабаритных характеристик полученного осколочного спектра и определена средняя скорость метания полуготовых поражающих элементов. Показана сходимость проведенного численного расчета с результатами экспериментальных исследований по массово-числовым, геометрическим и скоростным характеристикам полуготовых поражающих элементов и сопутствующего осколочного спектра.
Литература
[1] Бабкин А.В., Велданов В.А., Грязнов Е.Ф. и др. Боеприпасы. В 2 т. Т. 1. В.В. Селиванов, ред. 3-е изд., испр. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016, 506 с.
[2] Зеленко В.К., Брызжев А.В., Злобин В.В., Королев В.М. Пистолетные и снайперские патроны. Гранатометные выстрелы. Тула, Инфра, 2008, 120 с.
[3] Чижевский О.Т., Косихин А.И. Гранатометы и выстрелы ОАО «НПО «Прибор». Арсенал Отечества, 2015, № 2 (16). URL: http://arsenal-otechestva.ru/article/445-pribor (дата обращения 24.12.2017).
[4] 40-мм гранатометный противопехотный комплекс 6Г27 «Балкан». АО «НПО «Прибор». URL: http://www.militarypribor.ru/ru/products/grl (дата обращения 24.12.2017).
[5] Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В. Материалы и структуры легкой бронезащиты. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, 191 с.
[6] Завора И.В., Косихин А.И., Николаев С.Е., Чижевский О.Т. Артиллерийский патрон. Пат. № 2421685 Российская Федерация, 2011, бюл. № 17.
[7] Завора И.В., Имховик Н.А. Численное моделирование особенностей метания осколочной оболочки, содержащей готовые поражающие элементы из тяжелого сплава. Труды XXII Всероссийской научно-технической конференции «Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах». Москва, Изд-во РПА «АПР», 2011, с. 235–240.
[8] Завора И.В., Имховик Н.А., Соловьев В.С. Численное моделирование метания готовых поражающих элементов 40-мм осколочных гранат, снаряженных ВВ различного типа. Оборонная техника, 2011, № 2–3, с. 20–24.
[9] Имховик Н.А., Завора И.В. Численное моделирование особенностей влияния свойств ВВ и положения точки инициирования разрывного заряда на процесс метания осколочной оболочки, содержащей блок ГПЭ из тяжелого сплава. Сб. докл. VII науч. конф. ВРЦ РАРАН, г. Саров, 1–3 июня 2011 г. Саров, ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2011, с. 430–436.
[10] Пархоменко А.В., Амосов А.П., Самборук А.Р. Наукоемкая технология инжекционного порошкового формования металлических деталей (мим-технология). Наукоемкие технологии в машиностроении, 2012, № 12, с. 8–13.
[11] Бабкин А.В., Колпаков В.И.. Охитин В.Н, Селиванов В.В. Прикладная механика сплошных сред. В 3 т. Т. 3. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. В.В. Селиванов, ред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 520 с.
[12] Rusinek A., Zaera R. Finite element simulation of steel ring fragmentation under radial expansion. International Journal of Impact Engineering, 2007, vol. 34, no. 4, p. 799–822.
[13] ANSYS Autodyn User's Manual. ANSYS, Inc., Southpointe, 2013, 502 p.
[14] Лазарев Ю.Ф. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Санкт-Петербург, Питер, Издательская группа BHV, 2005, 512 с.
[15] Winslow A.M. Adaptive Mesh Zoning by the Equipotential Method. UCID-19062. Livermore, Lawrence Livermore Nat. Lab., University of California, 1981.
[16] Hauver G.E., The Hugoniot for 90W-7Ni-3Fe tungsten alloy. Report ARBRL-MR-02987. U.S. Army Ballistic Research Laboratory, Maryland, 1980, 20 p.
[17] Андреев С.Г., Бабкин А.В., Баум Ф.А. и др. Физика взрыва. В 2 т. Т. 2. Л.П. Орленко, ред. 3-е изд., испр. Москва, Физматлит, 2004, 656 с.
[18] Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures. Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics, The Hague, 19–21 April 1983, рp. 541–547.