к поверхности заготовки а равен a = axcsin—, где: D — скорость детонации
Dx
основного заряда, Dx — скорость детонации инициирующего листового заряда BBt При прессовании по схеме V контейнер с компактируемым материалом располагают на некотором расстоянии от массивного основания. Такой вариант позво-
560
Si. Обработка материалов взрывом
ляет сочетать прессование взрывом с ударным прессованием за счет соударения контейнера, разогнанного продуктами взрыва, с массивным основанием, При этом можно использовать как нагружение ПДВ, так и СДВ,
При прессовании по схеме VI нагружение прессуемого материала осуществляется ударом пластины, разгоняемой взрывом заряда BB, как в режиме СДВ, так и ПДВ. Изменяя толщину и скорость метаемой пластины, можно получить режимы прессования с различными давлениями и температурами в прессуемом материале.
В некоторых случаях целесообразно применять двустороннее прессование (схема Vn), когда заряды BB располагаются с двух сторон контейнера. Исследования показали, что в месте встречи ударных волн в среднем сечении контейнера происходит разрушение прессовки. Для устранения этого эффекта в среднем сечении контейнера располагают промежуточную диафрагму, что позволяет за один взрыв получать две заготовки.
При прессовании плоских заготовок большое влияние на их качество оказывает прочность н акустическая жесткость основания. Прочное и жесткое основание создает условия для дополнительной подпрессовки в отраженной ударной волне. Одновременно увеличивается вероятность разрушения заготовки в волне разрежения, возникающей при отражении этой ударной волны от верхней крышки контейнера. Более мягкое основание позволяет избежать этой опасности.
Оценочный расчет основных характеристик взрывных устройств
для прессования плоских заготовок*
Для получения оценочных зависимостей будем исходить из наиболее простой модели уплотнения пористого материала, согласно которой во фронте ударной волны достигается максимальна плотность материала, и в дальнейшем эта плотность остается постоянной . Пусть в момент времени t координата фронта ударной волны равна х* Тогда масса материала, сжатого ударной волной к этому моменту времени будет равна рох. Из несжимаемости уплотненного материала следует, что он будет двигаться с некоторой скоростью и и испытывать давление р, которые одинаковы для всех частиц. Если на внешнюю крышку контейнера продукты взрыва оказывают воздействие, характеризуемое импульсом Iq, то из закона сохранения импульса следует, что
Jq = PQXU + PkSkU. (21,10)
Из (21.10) следуют зависимости массовой скорости и давления во фронте компак-тирующей ударной волны от.ее координаты
Io
P
PoX+ PkSk .л ,
2 г2 ^ Ш (21.11)
PQVT РоЦ t>
s і - ні -1.....—~i
m m(poX + pkSk)
2'
В этих зависимостях pk и Sk — соответственно плотность и толщина верхней крышки контейнера. Необходимое для уплотнения и связывания частиц порошка давление зависит в первую очередь от твердости материала порошка HV. Примем в "качестве условия компактирования порошка следующее неравенство
P^uMV, (21.12)
Il IW v * " ¦
где to = 1.:,2 — эмпирическая постоянная. Это условие накладывает определенные ограничения на выбор BB, если прессование осуществляется контактным
21.8. Взрывное прессование пористых материалов
sei
взрывом заряда BB, и на начальную скорость пластины-ударника, если прессование осуществляется ударом пластины. Согласно [21.23, 21.24], при уплотнении пористого материала в режиме скользящей детонации нагружающего заряда (наиболее широко применяемая схема нагружения) давление в ударной волне в пористом материале с пористостью m = 0,3.,.0,5 составляет р ~ 0,4?; (Рн — давление детонации), Исходя из неравенства (21.12), получаем ограничение снизу на давление детонации рн ^ 2,5w#V. Далее, подставляя в (21.12) давление из (21.11), получим
Io > (PkSk + р0Ь) J-tuHV, ' (21.13)
у Р°
где Ь — толщина слоя порошка. Удельный импульс для плоского заряда BB в первом приближении можно определить с помощью выражения [21.25]
h = 0hpmx/2Q, (21.14)
где: h — толщина слоя BB, Q — теплота взрыва, рвв — плотность заряда BB1 в — поправочный коэффициент (для оценок можно принять 0=1), Для политропных продуктов детонации известно следующее соотношение между скоростью детонации и теплотой взрыва
D2
Q~ 2{fc2-l)'
'¦i
где к — показатель политропы (для аммонита 6ЖВ к — 2,5)
С учетом последних выражений неравенство (21.13) можно представить в виде, удобном для определения необходимого коэффициента нагрузки г, равного отношению массы BB к суммарной массе верхней крышки и прессуемого материала
л/к — 1 / mpBB ujHV
где рн = рввJD2/ (к H- 1) — давление детонации, D — скорость детонации. Полученное выражение является полным, поскольку учитывает начальное состояние порошка — тп, ро, его твердость HV1 детонационные характеристики заряда BB — Рвв, Pm Dy а также толщину и материал верхней крышки контейнера.
В процессе уплотнения порошок сильно разогревается. Оценим температуру разогрева порошка при сжатии его ударной волной с амплитудой, по порядку величины равной твердости материала порошка. Пусть давление в ударной волне равно
