О высокоскоростном проникании стержней из пористого материала

Рассмотрено влияние пористости материала на пробивное действие порошковых кумулятивных струй, формируемых при взрывном обжатии облицовок, спрессованных из металлического порошка. На основе численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред исследованы особенности проникания удлиненных пористых ударников в стальную преграду в гидродинамическом режиме (скорость взаимодействия - несколько километров в секунду). Установлено, что глубина проникания пористых стержней превышает значение, определяемое на основании гидродинамической теории в предположении модели несжимаемой жидкости. Это превышение связано с изменением механизма проникания пористого ударника, обусловленным формированием в нем присоединенной ударной волны у границы контакта с преградой. Предложена простая модель для прогнозирования пробивного действия удлиненных пористых ударников. На ее основе для глубины проникания пористого стержня получено соотношение, отличающееся от формулы Лаврентьева дополнительным множителем, зависящим от пористости материала.

Литература

[1] Лаврентьев М.А. Кумулятивный заряд и принципы его работы // Успехи математических наук. 1957. Т. 12. Вып. 4. С. 41-56.

[2] Бабкин А.В., Ладов С.В., Маринин В.М., Федоров С.В. Особенности инерционного растяжения кумулятивных струй в свободном полете // Прикладная механика и техническая физика. 1997. Т. 38. № 2. С. 3-9.

[3] Бабкин А.В., Ладов С.В., Маринин В.М., Федоров С.В. Влияние сжимаемости и прочности материала кумулятивных струй на особенности их инерционного растяжения в свободном полете // Прикладная механика и техническая физика. 1997. Т. 38. № 2. С. 10-18.

[4] Физика взрыва / под ред. Л.П. Орленко. В 2 т. Т. 2. М.: Физматлит, 2004. 656 с.

[5] Быков Ю.А., Воркина Т.Е. Разработка материалов для беспестовых порошковых облицовок кумулятивных зарядов перфораторов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1994. № 1. С. 25-31.

[6] Войтенко Ю.И., Гошовский С.В., Драчук А.Г., Бугаец В.П. Механическое действие кумулятивных зарядов с пористыми облицовками // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 1. С. 125-133.

[7] Бабкин А.В., Ладов С.В., Маринин В.М., Федоров С.В. Закономерности растяжения и пластического разрушения металлических кумулятивных струй // Прикладная механика и техническая физика. 1999. Т. 40. № 4. С. 25-35.

[8] Тришин Ю.А., Кинеловский С.А. Влияние пористости на кумулятивное течение // Физика горения и взрыва. 2000. Т. 36. № 2. С. 125-132.

[9] Voumard C., Roduner H.-P., Santschi W., Wister H. Performances and behavior of WCu-pseudoalloy shaped charges with a simple model for calculating the stand-off curve // Proc. of the 19-th Int. Symp. on Ballistics. Interlaken, Switzerland. 2001. P. 1479-1487.

[10] Бабкин А.В., Ладов С.В., Федоров С.В. Об одном возможном способе повышения пробития кумулятивных зарядов // Известия РАРАН. 2004. № 3 (40). С. 27-32.

[11] Быков Ю.А., Воркина Т.Е. Влияние параметров порошков и порошковых облицовок на их рабочие характеристики // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1994. № 3. С. 23-27.

[12] Баскаков В.Д. Влияние технологических погрешностей кумулятивных зарядов на пробивную способность объемно разрушенных и кинематически согласованных струй // Оборонная техника. 2006. № 1-2. С. 86-89.

[13] Бабкин А.В., Ладов С.В., Федоров С.В. Некоторые особенности формирования кумулятивных струй из порошковых материалов // Известия РАРАН. 2006. № 2 (47). С. 105-109.

[14] Бабкин А.В., Ладов С.В., Федоров С.В. Особенности поведения в свободном полете кумулятивных струй из композитных порошковых облицовок // Оборонная техника. 2007. № 3-4. С. 38-53.

[15] Babkin A.V., Ladov S.V., Fedorov S.V. Analysis of influence of the sintered liner composition on the shaped-charge jet free flight behavior and its penetration capacity // Proc. of the 25-th Int. Symp. on Ballistics. Beijing, China. 2010. Vol. 2. P. 959-966.

[16] Особенности высокоскоростного проникания сильнопористого ударника в мишень конечной толщины / С.А. Афанасьева, Н.Н. Белов, К.И. Козорезов, М.В. Хабибуллин, Н.Т. Югов // ДАН. 1997. Т. 355. № 2. С. 192-195.

[17] Федоров С.В., Велданов В.А., Смирнов В.Е. Численный анализ влияния скорости и прочности удлиненных ударников из высокоплотного сплава на глубину их проникания в стальную преграду // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2015. № 1. С. 65-83. DOI: 10.18698/0236-3941-2015-1-65-83

[18] Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. 688 с.

[19] Федоров С.В., Баянова Я.М. Особенности гидродинамического режима проникания удлиненных ударников с учетом сжимаемости материалов // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. № 9. С. 45-51.

[20] Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. 336 с.

[21] Симонов И.В. О сверхзвуковом соударении струй // ДАН. 2001. Т. 376. № 1. С. 48-52.

[22] Осипенко К.Ю., Симонов И.В. О соударении струй: общая модель и редукция к уравнению состояния Ми - Грюнайзена // Известия РАН. Механика твердого тела. 2009. № 4. С. 172-182.

[23] Федоров С.В. К определению глубины проникания пористых ударников при гиперскоростном взаимодействии // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. № 10. С. 131-134.

[24] Veldanov V.A., Fedorov S.V., Daurskikh A.Yu., Kozlov V.S. High-speed penetration of elongated porous projectiles // Proc. of the 26-th Int. Symp. on Ballistics. Miami, Florida, USA. 2011. Vol. 2. P. 1420-1428.

[25] Алексеевский В.П. К вопросу о проникании стержня в преграду с большой скоростью // Физика горения и взрыва. 1966. Т. 2. № 2. С. 99-106.