Импульсное неизотермическое деформирование упругопластических оболочек кумулятивных узлов

• Автор: Дунаева, Инна Валерьевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КУМУЛЯТИВНЫХ УЗЛОВ
1.1. Особенности конструкции и функционирования кумулятивных узлов
1.2. Краткий обзор методов физического и математического моделирования кумуляции
1.3. Сравнительный анализ моделей обжатия кумулятивных облицовок
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ
2.1. Математическая модель
2.2. Формулировка функционала для гиперболического уравнения теплопроводности
2.3. Постановка численного решения тепловой задачи
2.4. Дискретизация по времени
2.5. Оценка практической точности численных моделей
2.5.1. Расчетные соотношения для решения гиперболического уравнения методом конечных разностей
2.5.2. Результаты тестирования
2.6. Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ КУ
3.1. Математическая модель динамики неизотермического деформирования элементов конструкций КУ

3.2. Моделирование свойств материалов конструкции КУ
3.2.1. Моделирование динамических свойств материалов
3.2.2. Моделирование зависимости свойств материалов
от температуры
3.2.3. Моделирование диссипации энергии деформирования
в тепловую
3.3. Постановка численного решения
3.3.1. Вывод расчетных соотношений МЮ
3.3.2. Дискретизация по времени
3.3.3. Итерационное моделирование
упругопластического течения
3.4. Алгоритм численного моделирования неизотермического упругопластического деформирования
3.5. Вычислительные аспекты, оценка практической точности численного моделирования
3.6. Выводы
4. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБЛИЦОВКИ
4.1. Программно-вычислительный комплекс для исследования процессов обжатия кумулятивной облицовки
4.2. Влияние термодинамических процессов в материалах облицовки на параметры схлопывания
4.2.1. Оценка нагрева облицовки в процессе обжатия из-за диссипации энергии деформирования и продуктами детонации
4.2.2. Сопоставление результатов расчетов с экспериментом
4.2.3. Исследование влияния технологических несовершенств
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Кумулятивный эффект находит широкое применение как для использования в боеприпасах, так и в мирных отраслях: в горнодобывающей и горнорудной промышленности [40] - для управляемого разрушения и дробления высокопрочных скальных пород; в нефтегазовой промышленности [21, 98] - для стимулирования действующих и реанимации исчерпавших свой ресурс скважин; в металлургии - для дробления отходов первичного производства с целью их повторного использования; в аэрокосмической технике - для экспериментальной имитации соударения метеоритных частиц с обшивкой космического аппарата в наземных условиях.
Современный уровень развития кумулятивных устройств (КУ) определяется научными и техническими достижениями в этой области ведущих стран. Интенсивная модернизация в последние десятилетия, проходит в направлениях разработки новых взрывательных устройств, а также кумулятивных узлов с пониженным градиентом скорости метания кумулятивной струи; применения новых нетрадиционных материалов кумулятивных облицовок; реализации двухступенчатых (тандемных) и трехступенчатых конструкций и др. [64, 79, 133, 136].
Для нового поколения кумулятивных устройств характерным является существенное усложнение конструкций, ужесточение габаритно-массовых характеристик, повышение энерговооружённости. Всё это привело к резкому увеличению числа факторов, оказывающих влияние на характеристики данных конструкций, спрогнозировать которые, используя традиционные методы проектирования, не представляется возможным. Требуется новая методология разработки современных технических конструкций, основой которой должен быть не только анализ вновь проектируемых образцов на базе имеющегося обширного опытно-статистического и теоретического материала, но и разработка физических и математических моделей, позво-

ро и рсу - начальная и текущая плотности взрывчатого вещества.
В фундаментальной обзорной работе [132] подробно анализируется проблема определения скорости схлопывания облицовки. Рассматриваются три варианта описания изменения радиальной скорости облицовки во времени:
а) мгновенное достижение ею конечного значения (этот случай не противоречит подходу Л.П.Орленко и авторов работы [131]);
б) линейный характер возрастания радиальной скорости облицовки при схлопывании (предполагается постоянство движущей силы);
в) экспоненциальная зависимость скорости схлопывания от времени.
Соответствующие графики изменения скорости облицовки во времени
приведены на рис. 1.5. Для последнего случая приводится эмпирическая формула, описывающая изменения радиальной скорости облицовки во времени:
где ¥о - конечная скорость схлопывания, т = С, - + С2 - экспери-
(1.10)
ментально определяемая временная константа;
М - масса единицы длины облицовки; рсу - плотность взрывчатого вещества;
С1 и С2 - экспериментально определяемые константы.