О. Б. Дреннов, А. Л. Михайлов, П. Н. Низовцев, В. А. Раевский
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190 Саров
Страницы: 3-13
Приведены результаты экспериментов, в
которых наблюдалось развитие
неустойчивости на контактной границе
двух плотно соприкасающихся одинаковых
металлов при прохождении через нее косой
ударной волны. Проведено численное
моделирование результатов экспериментов
по двумерной лагранжевой методике.
Использовалась упруго-пластическая
модель с функциональной зависимостью
динамического предела текучести от
параметров состояния вещества. Расчетами
показано, что возмущения развиваются при
наличии между образцами технологического
микрозазора размером несколько десятков
микрометров. Разгрузка вещества за
фронтом косой ударной волны в зазор
вызывает значительный кратковременный
градиент скорости. Одновременно за
фронтом волны вблизи контактной границы
происходит кратковременная потеря
веществом прочности, вызванная
термическим разупрочнением и
гетерогенным характером деформирования.
С использованием известных автомодельных
решений теории температурных напряжений
и тепловой теории горения на основе
связанных моделей твердофазного горения,
предложенных для описания различных
физико-химических превращений, показано,
что режим быстрого (сверхзвукового)
твердофазного превращения (твердофазная
детонация) характерен для реагирующей
среды, так же как режим медленного
горения. Частичное интегрирование
(точное) и преобразование переменных
позволяют свести системы уравнений,
описывающие различные твердофазные
процессы, к ударно-волновым уравнениям,
имеющим непрерывные решения типа бегущей
волны.
Проведены измерения прочности гексана и
глицерина в условиях импульсного
растяжения при взаимодействии
треугольного импульса сжатия со
свободной поверхностью. Эксперименты
выполнены в диапазоне скоростей
деформирования 104 ÷
105 с-1.
Установлено, что прочность гексана равна
14 МПа и не зависит от скорости
деформирования, тогда как прочность
глицерина возрастает с 57 до 142 МПа при
увеличении скорости деформирования на
порядок. Рассмотрена возможность
применения модели гомогенного
зародышеобразования для интерпретации
полученных данных.
Путем сопоставления экспериментальных результатов по устойчивому зажиганию и горению исходных образцов, составляющих огневую цепь пиротехнического заряда, определены критические условия перехода волны горения через поверхность контакта соседних прессовок составного заряда. Методика опробована на 20 зарядах, представляющих собой различные варианты пяти прессовок из пироксилина, дымного ружейного пороха и трех видов пиротехнических смесей. Определены минимальные размеры выступа на поверхности контакта, наличие которого способствует распространению волны горения по всему заряду.
А. А. Васильев, А. В. Троцюк*
"Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, gasdet@hydro.nsc.ru *Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск, trotsyuk@itam.nsc.ru"
Страницы: 92-103
Представлены результаты экспериментальных исследований расширяющейся многофронтовой детонационной волны, в которых обнаружены две стадии спонтанного образования новых возмущений и поперечных волн на расширяющемся фронте детонационной волны. Обсуждены основные механизмы реинициирования детонационных волн. Проведено двумерное численное моделирование динамики многофронтовой детонационной волны в линейно расширяющемся канале. Эффект спонтанного образования новых возмущений и новых поперечных волн подтвержден расчетами, причем основным механизмом размножения поперечных волн является неустойчивость участков фронта детонационной волны при их выходе из пересжатого состояния и ослаблении при своем расширении.
С использованием шлирен-киносъемки в пропанокислородной смеси исследован процесс перехода волны горения в резко расширяющуюся часть плоского канала, в которой сформировалась квазистационарная сверхзвуковая недорасширенная струя несгоревшего газа. Зарегистрированы два режима возбуждения взрыва: сильный и слабый. В первом случае в момент входа фронта пламени в расширение происходит практически мгновенное зарождение детонационной волны, скорость которой вначале приблизительно в 1,5 раза превышает скорость детонации Чепмена — Жуге (DCJ), а в дальнейшем снижается до значения, соответствующего самоподдерживающейся детонации. Во втором случае скорость фронта постепенно возрастает от ≈ 0,4 DCJ до ≈ 1,0 DCJ. Установлено, что стартовый импульс, инициирующий процесс трансформации турбулентного режима горения во взрывные и детонационные, создается при взаимодействии фронта пламени с волнами разрежения, являющимися элементами структуры начального участка струи.
Предложен метод расчета термодинамических параметров органического вещества, сжатого ударной волной в области, для которой невозможно независимое построение изоэнтроп из-за отсутствия соответствующих исходных значений энтропии. Метод основан на том, что в пространстве, где на известном массиве исходных термодинамических величин с помощью ударно-волновых экспериментов без разрывов и изломов определены зависимости скорости волны, давления и внутренней энергии от массовой скорости в каждой точке пространства, возможно однозначное вычисление всех термодинамических параметров состояния без введения дополнительной информации. Параметр Грюнайзена и скорость звука находятся дифференцированием семейства ударных адиабат, полученных при разной начальной температуре, теплоемкость, температура и энтропия — интегрированием вдоль ударной адиабаты в координатах «массовая скорость — температура», причем массовая скорость рассматривается как независимая переменная, такая же, как классические параметры состояния (давление, температура, удельный объем и др.). Метод применен для термодинамического описания ударно-сжатого нитрометана.
В. И. Мали, А. Н. Калинин*, С. А. Сергеев
"Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск *Сибирский государственный НИИ метрологии, 630004 Новосибирск, kalinin@sniim.siberia.net"
Страницы: 123-127
Впервые экспериментально определена теплопроводность взрывных компактов, полученных из смеси порошков меди и молибдена. Измерения проведены с помощью кoмпаратора-измерителя теплопроводности КТ-6, разработанного в Сибирском государственном НИИ метрологии. Показано, что теплопроводность взрывных компактов зависит от содержания компонентов исходной смеси порошков и значительно возрастает после трехчасовой выдержки в вакуумной печи при температуре 900°С. Разработан способ получения взрывным компактированием цилиндрических образцов диаметром 30 мм с однородными свойствами без особенности в центральной зоне.
Установлено, что в условиях высокоскоростного осесимметричного нагружения монокристаллов методом взрывного коллапса полого толстостенного цилиндра в процесс деформирования включаются все активные плотноупакованные системы скольжения. Пространственное положение макроскопических очагов локализации деформации определяется кристаллографией действующих систем в монокристаллических образцах. Установленное соответствие наблюдаемых полос сдвига в микроструктуре монокристалла меди активным системам скольжения {111} (110)ГЦК-кристаллов и симметрия в их расположении свидетельствуют о том, что процессы деформирования при скоростях деформации ≈ 5 · 104 с-1 происходят в соответствии с кристаллической природой материала.
Проведено изучение эффекта рыхления с помощью решения упрощенных задач о схождении и движении наружу сферического слоя, а также путем экспериментального исследования плоского движения вещества, испытывающего сдвиговые деформации. Получено выражение для функции рыхления, позволяющее описывать изменение плотности в диапазоне 1,67<ρ<2,3 г/см3 при сдвиговых деформациях в условиях постоянного давления.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
