Особенности процесса создания компактных элементов изменяемой формы из металлических облицовок
Опубликовано: 18.11.2019
Авторы: Круглов П.В., Колпаков В.И., Болотина И.А.
Опубликовано в выпуске: #11(95)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-11-1929
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Рассматриваются заряды, используемые для дистанционного разрушения бетонных, кирпичных стен зданий, сооружений, находящихся в аварийном состоянии. При детонации взрывчатого вещества заряда металлическая облицовка деформируется и летит на расстояние несколько сотен калибров заряда. В результате функционирования зарядов образуются компактные элементы изменяемой формы. В расчетах применялись медные облицовки переменной толщины, наружная и внутренняя поверхности которых образованы сочетанием сферических поверхностей. В качестве системы инициирования в заряде рассматривается плосковолновой генератор с переменным углом наклона детонационной волны. Представлены результаты математического моделирования функционирования зарядов, определяющего влияние параметров заряда на эффективность действия. Эффективность зарядов определялась по параметрам компактного элемента — форме и его скорости. В данной статье также оценивалось влияние угла наклона плосковолнового генератора на форму элемента. Получены зависимости скорости элемента и его удлинения от угла наклона сходящейся детонационной волны. Установлено, что при снижении угла наклона фронта сходящейся детонационной волны удлинение и скорость компактного элемента растут.
Литература
[1] Walters W.P., Zukas J.A. Fundamentals of Shaped Charges. N.Y., John Wiley and Sons, 1989, 298 p.
[2] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. 3-е изд., перераб. В 2 т. Т. 2. Москва, Физматлит, 2004, 656 с.
[3] Селиванов В.В., ред. Боеприпасы. В 2 т. Т. 1. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016, 506 с.
[4] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. 2-е изд., испр. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 518 с.
[5] Колпаков В.И., Ладов С.В., Рубцов А.А. Математическое моделирование функционирования кумулятивных зарядов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, 68 с.
[6] Федоров С.В., Баянова Я.М., Ладов С.В. Численный анализ влияния геометрических параметров комбинированной кумулятивной облицовки на массу и скорость формируемых взрывом компактных элементов. Физика горения и взрыва, 2015, т. 51, № 1, с. 150–164.
[7] Selivanov V.V., Fedorov S.V., Nikolskaya Ya.M., Ladov S.V. Compact element formation for the modeling of the high-velocity impacts of particles onto spacecraft materials and construction elements in earth conditions. Acta Austronautica, 2017, vol. 135, pp. 34–43.
[8] Selivanov V.V., Fedorov S.V., Nikolskaya Ya.M., Ladov S.V. Research of the explosive formation of a compact element for meteoroids fragments and space debris modeling. Acta Austronautica, 2019, vol. 163, pp. 84–90.
[9] Круглов П.В., Колпаков В.И. Закономерности взрывного формирования удлиненных высокоскоростных элементов из стальных сегментных облицовок. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 12. DOI: 10.18698/2308-6033-2017-12-1714
[10] Круглов П.В., Колпаков В.И. Анализ влияния разнотолщинности профиля металлических сегментных облицовок на форму высокоскоростных удлиненных элементов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 7. DOI:10.18698/2308-6033-2018-7-1782
[11] Weimann K. Research and development in the area of explosively formed projectiles charge technology. Propellants, explosives, pyrotechnics, 1993, vol. 18, iss. 5, pp. 294–298.
[12] Hussain G., Hameed A., Hetherington J.G., Barton P.C., Malik A.Q. Hydrocode Simulation with Modified Johnson-Cook Model and Experimental Analysis of Explosively Formed Projectiles. Journal of Energetic Materials, 2013, no. 31, pp. 143–155. DOI: 10.1080/07370652.2011.606453
[13] Pappu S., Murr L.E. Hydrocode and microstructural analysis of explosively formed penetrators. Journal of materials science, 2002, vol. 37, iss. 2, pp. 233–248.
[14] Cardoso D., Teixeira-Dias F. Modelling the formation of explosively formed projectiles (EFP). International Journal of Impact Engineering, 2016, vol. 93, pp. 116–127. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2016.02.014
[15] Wu J., Liu J., Du Y. Experimental and numerical study on the flight and penetration properties of explosively-formed projectile. International Journal of Impact Engineering, 2007, vol. 34, iss. 7, pp. 1147–1162.
[16] Rolc S., Buchar J., Akstein Z. Computer simulation of explosively formed projectiles (EFP). In Proc. of the 23th Int. Symp. on Ballistics. Tarragona, Madrid, Spain, 16–20 April 2007, Universidad Politécnica de Madrid, International Ballistics Committee. Madrid, 2007, pp. 185–192.
[17] Hussain G., Hameed A., Hetherington J.G., Barton P.C., Malik A.Q. Hydrocode simulation with modified Johnson-Cook model and experimental analysis of explosively formed projectiles. Journal of Energetic Materials, 2013, vol. 31, iss. 2, pp. 143–155.
[18] Hussain G., Hameed A., Hetherington J.G., Malik A.Q., Sanaullah K. Analytical performance study of explosively formed projectiles. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2013, vol. 54, iss. 1, pp. 10–20.
[19] Borkowski J., Wilk Z., Koslik P., Szymanczyk L., Zygmunt B. Application of sintered liners for explosively formed projectile charges. International Journal of Impact Engineering, 2018, vol. 118, pp. 91–97.
[20] Liu J., Gu W., Lu M., Xu H., Wu S. Formation of explosively formed penetrator with fins and its flight characteristics. Defense Technology, 2014, no. 10, pp. 119–123. DOI: 10.1016/j.dt.2014.05.002
[21] Bender D., Chhouk B., Fong R., Rice B., Volkmann E. Explosively formed penetrators (EFP) with canted fins. In: 19th International Symposium on Ballistics. Interlaken, Switzerland, 7–11 May 2001, Defence Science and Technology Organization, the International Ballistics Committee. Interlaken, DEStech Publications, 2001, pp. 755–761.
[22] Li W., Wang X., Li W. The effect of annular multi-point initiation on the formation and penetration of an explosively formed penetrator. International Journal of Impact Engineering, 2010, vol. 37, iss. 4, pp. 414–424.
[23] Li R., Li W.B., Wang X.M. Effects of control parameters of three-point initiation on the formation of an explosively formed projectile with fins. Shock Waves, 2018, vol. 28, iss. 2, pp. 191–204.
[24] Pappu S., Murr L.E. Shock deformation twinning in an iron explosively formed projectile. Materials Science and Engineering, 2000, vol. 284, iss. 1–2, pp. 148–157.
[25] Круглов П.В., Болотина И.А. Технология изготовления дисковых заготовок переменной толщины для компактных летательных аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 9. DOI: 10.18968/2308-6033-2017-9-1674
[26] Круглов П.В., Болотина И.А. Совершенствование технологии изготовления дисковых заготовок для металлических облицовок компактных летательных аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 8. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-8-1787
[27] Круглов П.В., Сгибнев А.В. Выбор параметров технологических операций механической обработки на основе учета коэффициента вариации стойкости инструмента. Электронное научно-техническое издание «Наука и образование», 2014, № 6. DOI: 10.7463/0614.0714287
[28] Hu F., Wu H., Fang Q., Liu J.C., Liang B., Kong X.Z. Impact performance of explosively formed projectile (EFP) into concrete targets. International Journal of Impact Engineering, 2017, vol. 109, pp. 150–166.
[29] Bookout L., Mulligan P., Baird J. Explosively formed projectile soft-recovery force analysis. Procedia Engineering, 2013, vol. 58, pp. 560–569.
[30] Zhu C.S., Huang Z.X., Zu X.D., Xiao Q.Q. Mach wave control in explosively formed projectile warhead. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 2014, vol. 39, iss. 6, pp. 909–915.
[31] Hu F., Wu H., Fang Q., Liu J.C. Impact resistance of concrete targets pre-damaged by explosively formed projectile (EFP) against rigid projectile. International Journal of Impact Engineering, 2018, vol. 122, pp. 251–264.
[32] Гелин Д.В., Лысов Д.А., Марков В.А., Марков И.В., Сотский М.Ю., Селиванов В.В. Новые технические решения для получения дополнительной информации о нестационарных процессах в баллистических опытах. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 3.·DOI: 10.18698/2308-6033-2018-3-1747
[33] Круглов П.В., Сгибнев А.В. Автоматизация контрольных, испытательных и регулировочных работ после сборки автоматических систем. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, № 3, с. 140–147.
[34] Круглов П.В., Тарасов В.А. Метод генерации проектных решений сборки изделий с применением ориентированных гиперграфов. Электронное научно-техническое издание «Наука и образование», 2012, № 1. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/260312.html (дата обращения 20.06.2018).
[35] Круглов П.В., Тарасов В.А., Болотина И.А. Метод формирования совокупности допустимых вариантов сборки изделий на основе применения ориентированных гиперграфов. Электронное научно-техническое издание «Наука и образование», 2012, № 2. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/339658.html (дата обращения 20.06.2018).
[36] Круглов П.В., Болотина И.А. Применение ориентированных гиперграфов ограничений при проектировании технологии изготовления высокоточных конструкций. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, вып. 5. DOI: 10.18698/2308-6033-2016-05-1494