Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Фугасные эффекты взрывов - Гельфанд Б.E.
Гельфанд Б.E., Сильников М.В. Фугасные эффекты взрывов — СПб.: ООО «Издательство «Полигон», 2002. — 272 c.
ISBN 5-89173-221-1
Скачать (прямая ссылка): fugasnie-efekti-vzrivov.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 70 >> Следующая


Сущность нелинейного процесса отклика пористой прослойки на взрывную нагрузку можно представить следующим образом. При отражении воздушной ударной волны от границы газ — ППУ пористая прокладка на торце ударной трубы ока-

160

Глава 5

зывается мгновенно нагруженной газовым поршнем с давлением, близким к нормальному давлению отражения. Если давление значительно превышает характерную величину напряжения сжатия пористого материала, то на начальном этапе сила, противодействующая движению, оказывается пренебрежимо малой. В процессе развития деформации сопротивление образца возрастает по определенному закону.

Представим (рис. 5.1) столбик пористого сжимаемого материала единичной площади поперечного сечения массой т и высотой А эквивалентной механической системой с одной степенью свободы, состоящей из груза массы т и комбинации идеально пластического элемента Кулона с нулевой восстанавливающей силой (участок 1) и упругого элемента с коэффициентом упругости к и коэффициентом демпфирования а (участок 2).

S 4

О

SSS S >'/

О 100 200 300 г,мкс

Рис. 5.1. Расчетная зависимость коэффициента относительной нагрузки 5 от времени t при h = 50 мм и P = 1,4 МПа. Штриховая линия соответствует эксперименту [5.5]

6 Зак №676

161

Фугасные эффекты взрывов

Рассмотрим движение массы т поддействием внезапно приложенной постоянной нагрузки Р, соответствующей избыточному давлению в отраженной от поверхности образца ударной волне. На участке 1 тело приобретает скорость

v0-(Pp-)"2.

где р—кажущаяся плотность материала (для ППУр=33 кг/м3). Дальнейшее движение груза описывается уравнением

тх"+ах'+кх = Р (5.1)

с начальными условиями

х(0) = 0, x'(0) = vo. (5.2)

При различных соотношениях между величинами а и а0 (а0 = 2(ктУ/2 — критический коэффициент демпфирования) можно выделить три варианта решений уравнения (5.1). Для рассматриваемой задачи характерно решение при а < а0. Нагрузка на жесткую подложку в произвольный момент времени t > 0 есть R= кх. Для коэффициента относительной нагрузки 8= RP1 решение уравнения (5.1) с учетом (5.2) имеет вид:

o =e-at[{y-a)?-lsm?t-cos?t]+l (5.3)

Максимальное значение On коэффициента относительной нагрузки достигается в момент времени г :

?-larctg^?y[(y-a)(a-?2)]~y (5.4)

Оценим скорость v0, допустив, что масса т первоначально расположена в центре масс исходного столбика ППУ и напряжение сжатия образца много меньше значения прикладываемой нагрузки Р. Если учесть, что при 40 %-ной деформации характерное значение напряжения сжатия ППУ составляет 104 Па, то последнее допущение справедливо при Р» 104 Па. Тогда v0 = (0,4 Pp-* )1/2, а скорость свободной границы образца есть 2v0 и при P= 0,15... 0,22 МПа составляет 85... 103 м/с. Измеренная в тех же условиях скорость границы составляет 95 м/с [5.5]. Рассчитанная скорость границы ППУ—газ не зависит от высо-

162

Глава 5

ты образца, что подтверждается измерениями в [5.4,5.5]. На основании одного из экспериментов (А=50 мм, P=1,4 МПа) из условия эквивалентности величины 8т в модели и в опыте определяется значение А: для ППУ. Оно составляет (4... 4,2) 109 Н/м3 (при предположении а/а0 = 0,5 ... 0,6). На рис. 5.1 сплошной линией представлена зависимость нагрузки 6= S (г) при Л = 50 мм и P= 1,4 МПа. Штриховая линия соответствует опытным данным [5.5]. Наличие плавного криволинейного участка на измеренном профиле 6(f) связано, видимо, с ненулевой восстанавливающей силой на участке 1 (рис. 5.1), а замедление спада давления можно объяснить гистерезисными явлениями при нагружении ППУ.

На рис. 5.2 представлены зависимости максимальной величины 8 от высоты образца ППУ при различных давлениях

і_і_і_і_і_

0 50 100 h, мм

Рис. 5.2. Зависимость максимальной величины коэффициента относительной нагрузки 6я от высоты образца ППУ при различных давлениях P = 0,32(1); 1,4(2) и 5,0МПа (3). к = 4,2 109Н/м3 и а = 0,6 ас. Точки 4 и 5 соответствуют экспериментальным данным [5.5] для P = 0,32 и 1,4 МПа

163

Фугасные эффекты взрывов

P= 0,32 (1), 1,4 (2) и 5,0 МПа (3). Указанные зависимости рассчитывались при одних и тех же значениях к=4,2-109 Н/м3 и а=0,6 o0. Точки 4,5 соответствуют экспериментальным данным [5.5] для P= 0,32 и 1,4 МПа. В рассматриваемом диапазоне давлений максимальное значение коэффициента относительной нагрузки S1n можно описать приближенной формулой:

5„«1+0,3(MP-1)"2.

Как видно, с уменьшением P (т.е. с уменьшением интенсивности падающей на образец ударной волны) величина максимальной нагрузки растет. Отметим, что в случае предельно малых значений Р, сравнимых с величиной напряжения сжатия ППУ, следует ожидать уменьшения величины S1n.

Таким образом, при действии ударно-волновой нагрузки на конструкцию с пористыми сжимаемыми покрытиями изменяется характер нагружения. Если в отсутствие покрытия конструкция нагружается квазистатически, то наличие покрытия приводит к появлению импульсной составляющей, учет которой необходим при расчетах на прочность. Предложенная модель правильно описывает явление усиления ударно-волновой нагрузки на жесткую подложку, покрытую пористым сжимаемым материалом, отражает зависимость величины нагрузки от геометрических размеров покрытия и значения давления на поверхности. На основе предложенной модели может быть разработана методика определения нагрузок от ударных волн на конструкции, облицованные пористыми сжимаемыми материалами. При необходимости возможно решение и обратной задачи, когда по известной нагрузке восстанавливаются упругие свойства покрытия.
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 70 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.