Анализ влияния технологических погрешностей менисковых облицовок на динамику взрывного формирования высокоскоростных стержневых элементов

projecting the contour of a high-speed element onto coordinate planes and estimating

position of its axis of symmetry. The technique is used to estimate the shape of the

high-speed elements as well as their transverse and angular velocities. With the help

of this technique, the authors calculate the most important kinematic characteristic,

that is an angular velocity, which the high-speed elements attain due to variation

in the liners thickness. The calculations made with due account for simultaneous

presence of several harmonics in the structure of the liners thickness variation showed

that the harmonics superposition can be considered as one of the reasons for the

high-speed elements asymmetry in both radial and axial directions as well as for

their destruction.

Keywords

high-speed element, periodical wrinkles, grid distortion, coating thickness

variation.

Формируемые взрывом высокоскоростные элементы (ВСЭ) могут

применяться для решения различных задач разрушения, например, для

разделения на фрагменты крупных объектов, дробления горных пород

и т.п. Применяются ВСЭ и в космических исследованиях. Например,

стартовавшая 03.12.2014 г. к астероиду 1999JU3 космическая научная

миссия Хаябуса-2 с целью доставить на Землю образцы грунта пла-

нирует осуществить его дробление c помощью ВСЭ, который при

взаимодействии с поверхностью сформирует большое число осколков

различных фракций [1].

Высокоскоростные элементы образуются во время срабатывания

взрывного устройства (ВУ) (

) при обжатии осесимметричной обли-

цовки менисковой формы продуктами детонации заряда взрывчато-

го вещества (ВВ) в компактное или удлиненное тело с внутренней

полостью и складчатой кормовой (хвостовой) частью (

), имеющее

осевую скорость порядка 2000 м/с (рис. 1). Процесс формирования

ВСЭ характеризуется высокой чувствительностью к технологическим

погрешностям узлов и деталей (погрешностям формы и взаимного

расположения поверхностей, неоднородностям свойств материалов и

др.), составляющих ВУ. В результате возможна потеря устойчиво-

сти облицовки при нагружении продуктами детонации (аналогично

Рис. 1. Устройство (

) для формирова-

ния ВСЭ (

); ТИ — точка иницииро-

вания

потере устойчивости в классиче-

ской задаче нагружения тонкостен-

ного цилиндра внешним давлени-

ем [2]). Кроме того, материал об-

лицовки находится в состоянии ин-

тенсивного пластического течения,

поэтому неидеальные условия при-

ложения нагрузки оказывают зна-

чительное влияние на форму и ки-

нематику ВСЭ.

Несмотря на значительный объ-

ем исследований, выполненных

для изучения воздействия техноло-

гических погрешностей ВУ на ВСЭ

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 5 73