Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассматриваются существенные подходы к определению условий формирования волнообразного профиля поверхности соединения при сварке металлов взрывом. Отмечаются ограничения гидродинамической модели явления, связанные с тем, что индивидульные свойства свариваемых тел не учитываются. Предложен новый критерий волнообразования при сварке взрывом в рамках упругопластической модели. В его основу положено условие реализации таких режимов соударения, при которых обеспечивается равенство динамических пределов текучести свариваемых металлов.

По математической модели двухфазной двухскоростной среды численно исследована детонация криогенной смеси (газообразный водород—капли жидкого кислорода) в плоском канале. Обсуждаются динамика формирования и особенности структуры двумерной зоны реакции детонационной волны. Впервые для криогенной водородокислородной газовзвеси смоделирована ячеистая структура детонации.

Представлены расчетные параметры горения и детонации смесей метан— кислород (воздух)— Н₂О и ацетилен— кислород (воздух)— Н₂О. Оценены значения критической энергии инициирования детонации применительно к гидратам метана и ацетилена.

Рассмотрены электромагнитные воздействия, позволяющие на различных стадиях функционирования кумулятивных зарядов управлять кумулятивным эффектом взрыва. Снижение пробития достигается пропусканием мощного импульса электрического тока по кумулятивной струе, созданием аксиального магнитного поля в кумулятивной облицовке непосредственно перед подрывом заряда, а также созданием поперечного к направлению движения струи магнитного поля в материале проводящей преграды. На повышение пробивной способности кумулятивной струи за счет увеличения ее предельного удлинения ориентированы варианты воздействия на струю продольного низкочастотного и высокочастотного магнитных полей, а также "мягкое" токовое воздействие. Проанализированы результаты экспериментальных и теоретических исследований различных вариантов электромагнитных воздействий и рассмотрены проявляющиеся при их реализации физические эффекты.

Рассмотрена ударно-волновая компрессия магнитного поля волнами, способными захватывать и переносить внутри своего фронта некоторый ток. Показано, что наличие такого тока экранирует поток электромагнитного излучения с фронта ударной волны и снижает эффективность магнитной компрессии. Предложена аналитическая модель, позволяющая найти величину и пространственное распределение генерируемого волной тока как для проводящих материалов, так и для материалов с переходом при ударном сжатии из непроводящего состояние в проводящее. Показано, что величина тока в проводниках определяется в основном сжимаемостью материала, а доля захватываемого тока— структурой ударной волны и зависит в первую очередь от проводимости материала, толщины фронта волны и положения точки фазового перехода внутри фронта волны. В материалах с переходом диэлектрик— проводник весь ток сосредоточен внутри ударного фронта, а величина его определена исключительно структурой ударного фронта. Показано, что генерирование тока ударной волной сопровождается появлением равного ему по величине и противоположного по направлению противотока, растекающегося по примыкающей к ударной волне поверхности проводящего материала, что приводит к ряду новых электродинамических эффектов. Рассмотрен распад токонесущей волны на границе раздела материалов, сопровождающий классический распад ударно-волнового разрыва. Проведен анализ магнитных моментов, создаваемых ударной волной токов, и показано, что при обжатии однородного магнитного поля излучение электромагнитной энергии из хорошо проводящих материалов невелико. Однако разрушение проводника в должным образом организованной волне разрежения с потерей проводимости может привести к излучению значительного запаса магнитной энергии, накопившейся в проводящем материале в процессе ударно-волновой кумуляции магнитного поля.

Получено физически корректное и математически строгое решение задачи о структуре электромагнитного поля при вхождении ударной волны в проводящее полупространство в поперечном магнитном поле. Показано, что лишь физически обоснованные граничные условия приводят к непротиворечивой картине электромагнитного поля и системы токов в проводнике. Найдены основные параметры и характерные времена, определяющие структуру токовых волн в металле. Решение в несжатой области определяется параметром R₁ = μ₀σ₁D₂t, в сжатой— R₂ = μ₀σ₂(D−U)2t (σ₁ и σ₂— электропроводность несжатого и сжатого вещества соответственно, μ₀— магнитная проницаемость вакуума, D — скорость фронта, U — массовая скорость, t — время). Параметр для сжатого вещества R₂ совпадает с полученным ранее параметром для ударно-волнового перехода диэлектрик— металл, управляющий параметр для несжатого вещества R₁ найден впервые. Асимптотики задачи для малых и больших времен, а также рассмотренный частный случай R₁ = R₂ помогают понять физический смысл найденного решения.

Рассматривается распространение плоской ударной волны постоянной интенсивности по металлической порошковой среде, находящейся в магнитном поле. Подробно исследуется процесс компрессии магнитного поля ударно-индуцированной волной проводимости в среде. Считается, что величина макроскопической электрической проводимости монотонно растет от нуля до своего максимального значения и остается постоянной за фронтом ударной волны. Решение задачи об определении магнитного поля получено в приближении, когда характерное время изменения поля много больше времен конвекции и диффузии через фронт. Определена зависимость магнитного поля от координаты и времени внутри фронта ударной волны.

Оценивается возможность реализации предложенного академиком А. Д. Сахаровым решения энергетической проблемы человечества методом взрывного термоядерного синтеза. Суть данного метода состоит в использовании энергии термоядерных взрывов низкой мощности, производимых циклически в стационарных взрывостойких камерах, оснащенных средствами отбора и утилизации тепловой энергии взрыва. При этом основной проблемой является создание герметичных камер, способных многократно выдерживать термоядерные взрывы мощностью ≈ 10 ÷ 25 кт тротилового эквивалента. Критически рассмотрены имеющиеся данные по этому вопросу. Сформулирована концепция создания надежных взрывозащитных камер для решения указанной проблемы.

Приводятся результаты трехмерного численного моделирования процесса формирования кумулятивной струи и пробивания стальной преграды зарядом со звездообразной формой облицовки. Результаты расчетов показали работоспособность использованной трехмерной численной методики ТРЭК-УП и возможность ее применения для прямого численного моделирования рассматриваемой задачи. Показана также возможность значительной оптимизации звездообразных зарядов с целью достижения большей эффективности.

Предложена численная модель для расчета сверхбыстрых химических реакций в смесях в условиях ударно-волнового нагружения. Исследовано влияние скорости соударения и скорости химических превращений в нестехиометрическом образце из малопористой смеси алюминия и серы. Расчеты проведены в диапазоне скоростей удара 1000 ÷ 2500 м/с. Представлены основные характеристики процесса. Выявлена возможность реализации течений, когда волна разгрузки от боковой поверхности образца практически останавливается.