О реализации принципа имплозии в кумулятивных зарядах с полусферическими облицовками дегрессивной толщины

С.В. Федоров

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3

заключающегося в том, чтобы скорость движения материала схлопывающейся

облицовки к точке контакта на оси симметрии была дозвуковой в системе от-

счета, связанной с данной точкой [22]. Невыполнение этого условия приводит к

диспергированию (потере сплошности) формирующейся кумулятивной струи с

радиальным рассеиванием ее материала. Поэтому, естественно, возникал во-

прос: не будет ли увеличение скорости кумулятивных струй, формируемых по-

лусферическими облицовками дегрессивной толщины, сопровождаться их дис-

пергированием?

Очевидно, упомянутый выше критерий нормального струеобразования при

схлопывании конических облицовок [22] неприменим к полусферическим об-

лицовкам в связи с реализацией при их обжатии принципиально иного меха-

низма формирования кумулятивной струи [23]. Выработка критерия сохране-

ния сплошности кумулятивными струями, формируемыми полусферическими

облицовками дегрессивной толщины, представляет собой отдельную задачу.

При проведении исследований в рамках настоящей работы для получения неко-

торой предварительной информации по сформулированному вопросу было до-

полнительно осуществлено численное моделирование взрывного обжатия рас-

сматривавшейся полусферической облицовки с соотношением толщин при

вершине и у основания 2,4 мм/1,0 мм в предположении, что ее материал уже

изначально является дезинтегрированным (состоящим из несвязанных между

собой частиц) и полностью лишен способности оказывать сопротивление все-

стороннему растяжению. Соответствующее указанным свойствам поведение

материала облицовки обеспечивалось тем, что в расчетах при возникновении в

материале отрицательного давления (согласно принятому уравнению его дина-

мической сжимаемости в форме Тэта [14], это происходило при снижении

плотности материала ниже нормального значения) давление приравнивалось

нулю. Прочностные свойства материала (в рамках упругопластической модели)

также учитывались только при напряженном состоянии всестороннего сжатия,

при нулевом давлении (в разуплотненном материале) компоненты девиатора

тензора напряжений обнулялись. Фактически принятая модель поведения ма-

териала облицовки предполагала, что он уже изначально является разрушен-

ным, поэтому при возникновении малейших предпосылок должно было проис-

ходить рассеивание формирующегося при обжатии облицовки струйного тече-

ния. Несмотря на предоставление материалу облицовки таких «возможностей»,

рассеивания кумулятивной струи при моделировании взрывного обжатия полу-

сферической облицовки с соотношением толщин 2,4 мм/1,0 мм не наблюдалось.

Отличие от результатов, приведенных на рис. 3,

, заключалось лишь в неболь-

шом (на уровне 5 %) увеличении скорости головной части струи. Это обстоя-

тельство дает основания рассчитывать на возможность формирования с ис-

пользованием полусферических облицовок дегрессивной толщины «монолит-

ных» кумулятивных струй, по скорости головной части, по крайней мере, не

уступающих струям, формируемым коническими облицовками.