RU2752060C1 - Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера - Google Patents
Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752060C1 RU2752060C1 RU2020133832A RU2020133832A RU2752060C1 RU 2752060 C1 RU2752060 C1 RU 2752060C1 RU 2020133832 A RU2020133832 A RU 2020133832A RU 2020133832 A RU2020133832 A RU 2020133832A RU 2752060 C1 RU2752060 C1 RU 2752060C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liner
- sensors
- impact
- dynamics
- sealed volume
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000010410 dusting Methods 0.000 abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/08—Application of shock waves for chemical reactions or for modifying the crystal structure of substances
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/50—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к регистрации параметров динамики ударно-индуцированного «пыления» с внутренней поверхности сферического лайнера при исследовании ее состояния/поведения при нагрузке. Устройство регистрации динамики состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера включает размещенный на основании полусферический заряд взрывчатого вещества (ВВ) и датчики, регистрирующие движение лайнера, который установлен в полости заряда с возможностью формирования герметичного объема, соединенного с системой газоввода. Лайнер установлен примыкающим к заряду ВВ. Герметичный объем сформирован между лайнером и полусферическим кронштейном, закрепленным на основании выпуклостью в сторону лайнера. Система газоввода соединена с насосом для создания разрежения. Дополнительно установлены датчики, основанные на разных физических принципах, для измерения скорости, распределения плотности и массы пылевого потока, вылетающего с поверхности лайнера, а именно коллиматоры, пьезодатчики, коллиматоры с индикаторными экранами, которые закреплены на кронштейне и размещены в герметичном объеме на разных расстояниях от поверхности лайнера. Обеспечивается повышение информативности результатов эксперимента путем прямого определения количественных характеристик процесса ударно-индуцированного «пыления». 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, а, именно к регистрации параметров динамики ударно-индуцированного «пыления» с внутренней поверхности сферического лайнера разгоняемого энергией взрыва, при исследовании его поведения при нагрузке.
Известно, что при выходе ударной волны на свободную поверхность разгоняемого сферического лайнера, с него может происходить выброс частиц материала, так называемое ударно-индуцированное «пыление». Размеры частиц «пыли» варьируются от единиц до сотен микрон, а их скорость достигает нескольких километров в секунду. На параметры «пылевых» потоков влияет множество факторов - характеристики начальных возмущений на свободной поверхности и внутренние дефекты материала, профиль ударной волны, фазовое состояние материала, наличие газа перед свободной поверхностью и давление в нем. Для исследования динамики движения и состояния поверхности лайнера, в том числе параметров ударно-индуцированного «пыления», используются специально сконструированные макеты.
Так, например, из описания к патенту RU 192997 (публик. 09.10.2019) известно устройство для регистрации динамики ударно нагруженной сферической поверхности лайнера и параметров сжатия газа сходящимся полусферическим лайнером, содержащее основание в виде стального диска, на котором симметрично относительно оси устройства установлен полусферический заряд ВВ, в полости которого установлен стальной лайнер, между лайнером и зарядом ВВ установлена оболочка, выполненная из материала с низким динамическим импедансом, на внутренней и/или наружной поверхностях лайнера и/или оболочки установлены электроконтактные датчики. В основании под лайнером выполнена полость для напуска газа, в которой герметично закреплен полусферический сегмент кварцевого стекла, в основании под выполненной полостью установлены датчики-коллиматоры измерительного приемника, которые установлены симметрично относительно оси устройства по схеме гетеродин-интерферометра, при этом датчики-коллиматоры установлены по нормали и без зазора к поверхности сегмента кварцевого стекла, введены световоды для пирометра, которые установлены в основании по нормали и без зазора к поверхности сегмента кварцевого стекла. По диаграммам скорости W(t) движения внутренней границы металлического лайнера судят о состоянии лайнера (наличие откола, «пыления»), степени чистоты исследуемого газа, симметрии и динамики его движения.
Недостатком этого устройства является отсутствие возможности измерения количественных характеристик потока частиц, а именно распределение плотности и массы потока частиц в направлении его движения.
Из описания к патенту RU 2699382 (публик. 05.09.2019) известно еще одно устройство для регистрации динамики состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера путем регистрации движения ударной волны по элементам конструкции (симметрии и динамики движения лайнеров в газовой среде). Устройство содержит размещенные на стальном сплошном основании полусферический заряд ВВ, в основании под лайнером выполнена полость для напуска газа под высоким начальным давлением, в которой герметично закреплено оптическое окно из кварцевого стекла, при этом под зарядом ВВ соосно установлены полусферические прокладка из материала с низким динамическим импедансом и два стальных лайнера, в одном из которых -внутреннем, выполнены отверстия. На прокладке и ближнем к ней лайнере установлены электроконтактные датчики, оптические коллиматоры измерительного приемника установлены в основании по нормали к поверхности окна вплотную к нему. Такое ус тройство в эксперименте позволяет регистрировать время и разновременность начала движения прокладки и ближайшего к ней лайнера, непрерывно регистрировать диаграмму скорости W(t) движения внутренних границ обоих металлических лайнеров. По виду диаграммы судят о скорости, динамике и состоянии лайнеров (наличие откола, «пыления»). Данное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.
Недостатком такого устройства является отсутствие возможности измерения распределения плотности и массы потока частиц в направлении его движения. Определение указанных параметров необходимо, потому что они влияют на степень засорения газа в различных устройствах с использованием его сжатия, а также для создания физико-математической модели процесса ударно-индуцированного «пыления»,с помощью которой косвенно судят о параметрах процесса «пыления».
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение информативности результатов эксперимента путем определения количественных характеристик процесса ударно-индуцированного «пыления».
Указанный технический результат достигается тем, что с помощью заявляемого устройства регистрации динамики ударно нагруженной сферической поверхности лайнера определяют количественные характеристики процесса ударно-индуцированного «пыления». Заявляемое устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера включает размещенный на основании полусферический заряд ВВ и датчики, регистрирующие движение лайнера, который установлен в полости заряда ВВ с возможностью формирования герметичного объема, соединенного с системой газоввода, при этом лайнер установлен примыкающим к заряду ВВ, герметичный объем сформирован между лайнером и полусферическим кронштейном, закрепленным на основании выпуклостью в сторону лайнера, герметичный объем предназначен для создания разрежения, для чего система газоввода соединена с насосом для создания разрежения, кроме того дополнительно установлены датчики, основанные на разных физических принципах, для измерения скорости, распределения плотности и массы пылевого потока, вылетающего с поверхности лайнера, которые закреплены на кронштейне и размещены в герметичном объеме на разных расстояниях от поверхности лайнера.
Установка лайнера примыкающим к заряду ВВ дает возможность формировать процесс ударно-индуцированного «пыления» поверхности лайнера.
Выполнение внутреннего герметичного объема между поверхностью лайнера и полусферическим кронштейном, размещенным выпуклостью в сторону лайнера, позволяет сформировать место радиального размещения датчиков.
Использование датчиков, основанных йа различных физических принципах (пьезодатчики, коллиматоры с индикаторными экранами), установленных на разных расстояниях от внутренней поверхности сферического лайнера, при отсутствии преграды в виде герметизирующего слоя, дает возможность исследовать динамику (скорость) и количественные характеристики пылевого потока (распределение плотности и массы в направлении движения), выбрасываемого со свободной поверхности лайнера. В том числе, можно наблюдать протекание процесса до и после прихода второй ударной волны.
Подключение внутренней полости устройства к системе газоввода насоса для создания разрежения позволяет контролировать давление разрежения внутри устройства, тем самым нивелировать влияние газовой ударной волны на проводимые измерения.
Размещение датчиков на разном расстоянии от поверхности внутреннего лайнера позволяет получить информацию на разных этапах развития исследуемого процесса (нагружение одной, двумя и т.д. ударными волнами).
Свободный объем кронштейна после размещения датчиков заливают компаундом, в качестве дополнительной меры герметизации.
На фиг. схематично изображено заявляемое устройство, где:
1 - заряд ВВ;
2 - лайнер;
3 - кронштейн;
4 - компаунд;
5 - герметизирующие прокладки
В качестве примера конкретного выполнения заявляемого устройства может служить макет для исследования процесса выброса частиц со свободной поверхности лайнера из свинца при ударно-волновом нагружении. Макет включает полусферический заряда ВВ, размещенный на стальном основании, в полости которого осесимметрично установлен лайнер в виде полусферической оболочки из свинца. В основании закреплен полусферический кронштейн выпуклостью в сторону лайнеров. Между поверхностью лайнера и полусферическим кронштейном сформирован внутренний герметичный объем, соединенный с системой газоввода, которая соединена с насосом для создания разрежения. Для обеспечения герметичности установлены прокладки между основанием и кронштейном, и между основанием и лайнером. Во внутреннем герметичном объеме на кронштейне закреплены датчики различных типов на четырех базах измерения. Заподлицо с наружной поверхностью полусферического кронштейна установлены датчики-коллиматоры, а на расстояниях 6, 8 и' 18 мм - пьезодатчики, коллиматоры с индикаторными экранами. Датчики предварительно проходят проверки на герметичность.
В экспериментах регистрируют скорость контактной границы лайнера, скорость, плотность и удельную на единицу поверхности массу пылевого потока. Регистрацию осуществляют следующим образом. При инициировании заряда ВВ 1 формируется сферическая ударная волна, которая выходит на свободную поверхность лайнера 2. В момент выхода ударной волны на поверхность исследуемого лайнера из свинца, с определенной шероховатостью Ra≥0,13, с нее выбрасывается высокоскоростной поток частиц.
Кинематические и динамические параметры данного процесса (скорость свободной поверхности, скорость пылевого потока, скорость индикаторных экранов) регистрируются с помощью датчиков, закрепленных в кронштейне 3, включающем коллиматоры с индикаторными экранами и пьезодатчики. Оценивают (вычисляют) распределения плотностей и масс потока частиц в направлении его движения, с использованием результатов измерений и известных математических вычислений.
Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает возможность проведения испытаний по определению количественных характеристик процесса ударно-индуцированного «пыления» сферической поверхности лайнера, разгоняемого энергией взрыва взрывчатого вещества.
Claims (1)
- Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера, включающее размещенный на основании полусферический заряд взрывчатого вещества и датчики, регистрирующие движение лайнера, установленного в полости заряда с возможностью формирования герметичного объема, соединенного с системой газоввода, отличающееся тем, что лайнер установлен вплотную примыкающим к заряду, герметичный объем предназначен для создания разрежения и сформирован между лайнером и полусферическим кронштейном, закрепленным на основании выпуклостью в сторону лайнера, в котором дополнительно на разных расстояниях от поверхности лайнера установлены датчики, основанные на различных физических принципах, для измерения скорости, распределения плотности и массы пылевого потока частиц, выбрасываемых с поверхности лайнера, а именно коллиматоры, пьезодатчики, коллиматоры с индикаторными экранами.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133832A RU2752060C1 (ru) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133832A RU2752060C1 (ru) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2752060C1 true RU2752060C1 (ru) | 2021-07-22 |
Family
ID=76989542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020133832A RU2752060C1 (ru) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2752060C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1272206A (fr) * | 1960-10-13 | 1961-09-22 | Jet Res Ct | Procédé et apparaeil pour étudier des explosions par un processus stéréoscopique |
| US3121322A (en) * | 1961-01-25 | 1964-02-18 | Jet Res Ct Inc | Apparatus for testing explosive devices by stereoscopic photography |
| RU2438119C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2011-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ регистрации быстропротекающих процессов и устройство для его реализации |
| RU2502956C1 (ru) * | 2012-06-29 | 2013-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Система регистрации параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах |
| US9651509B2 (en) * | 2014-03-19 | 2017-05-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for investigating early liner collapse in a shaped charge |
| RU2699382C1 (ru) * | 2018-05-28 | 2019-09-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Устройство для регистрации состояния, симметрии и динамики движения лайнеров в газовой среде |
-
2020
- 2020-10-13 RU RU2020133832A patent/RU2752060C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1272206A (fr) * | 1960-10-13 | 1961-09-22 | Jet Res Ct | Procédé et apparaeil pour étudier des explosions par un processus stéréoscopique |
| US3121322A (en) * | 1961-01-25 | 1964-02-18 | Jet Res Ct Inc | Apparatus for testing explosive devices by stereoscopic photography |
| RU2438119C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2011-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ регистрации быстропротекающих процессов и устройство для его реализации |
| RU2502956C1 (ru) * | 2012-06-29 | 2013-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Система регистрации параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах |
| US9651509B2 (en) * | 2014-03-19 | 2017-05-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for investigating early liner collapse in a shaped charge |
| RU2699382C1 (ru) * | 2018-05-28 | 2019-09-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Устройство для регистрации состояния, симметрии и динамики движения лайнеров в газовой среде |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pinnington et al. | Externally applied sensor for axisymmetric waves in a fluid filled pipe | |
| US5549000A (en) | Passive acoustic detection of pipeline pigs | |
| RU2280843C2 (ru) | Способ и устройство для контроля массового расхода транспортируемого по пневмопроводу измельченного твердого материала | |
| US20090038397A1 (en) | Vibration sensor | |
| EP1607731A2 (en) | An apparatus and method for bulge testing an article | |
| BRPI1104088A2 (pt) | conjunto de transdutor ultrassânico | |
| WO2019086188A3 (de) | Verfahren zum feststellen von belagsbildung in einem messrohr und messgerät zur durchführung des verfahrens | |
| US20210389195A1 (en) | Ultrasonic test device and test method for service stress of a moving mechanical component | |
| RU2752060C1 (ru) | Устройство регистрации динамики и состояния ударно нагруженной сферической поверхности лайнера | |
| Zeng et al. | Application of Bender Elements in Measuring G max of Sand Under K Condition | |
| KR20120010339A (ko) | 초고속 튜브 트레인 아진공 열차주행 시험 장치 | |
| Sun et al. | Acoustic emission sound source localization for crack in the pipeline | |
| CN101750454A (zh) | 针对噪声铸造材料的超声检查方法和相关探头 | |
| Schurr et al. | Monitoring damage in concrete using diffuse ultrasonic coda wave interferometry | |
| RU2502972C2 (ru) | Способ контроля герметичности корпуса космического аппарата в вакууме | |
| EP3171166B1 (en) | Ultrasonic testing apparatus using an acoustic waveguide | |
| RU2699382C1 (ru) | Устройство для регистрации состояния, симметрии и динамики движения лайнеров в газовой среде | |
| RU2613624C1 (ru) | Способ ультразвукового неразрушающего контроля водоводов гидротехнических объектов | |
| RU2647501C1 (ru) | Способ контроля герметичности корпуса космического аппарата | |
| RU2763208C1 (ru) | Способ контроля герметичности корпуса космического аппарата | |
| US6415645B2 (en) | Method of acoustic calibration using falling media particles to generate ultrasonic reference signals | |
| CN106226492A (zh) | 一种含能材料能量释放评价装置及评价方法 | |
| US10837849B2 (en) | Electronic peening intensity sensor | |
| SU417704A1 (ru) | ||
| SU1415169A1 (ru) | Акустический способ контрол степени коррозии внутренней поверхности трубы |