مواد پرانرژی
سال:1395 | دوره:11 | شماره:2 (پیاپی 30) |تعداد مقالات:8

نرم کننده ها ترکیباتی هستند که جهت بهبود خواص و عملکرد پیشرانه های جامد به فرمولاسیون آن ها افزوده می شوند. این مواد نقش کلیدی در کنترل خواص مکانیکی ایفا می کنند. یکی از مهمترین نرم کننده های پیشرانه های جامد دوپایه، 2،4- دی نیتروتولوئن (2,4-DNT) می باشد. در این مطالعه دسته جدیدی از مایعات یونی حاوی گروه های اسیدی برونستد، جهت سنتز نرم کننده 2،4- دی نیتروتولوئن، تهیه و معرفی شده اند. مایعات یونی سنتز شده توسط روش های طیف سنجی IR و NMR شناسایی شدند. واکنش نیتراسیون تولوئن، 2- نیتروتولوئن و 4- نیتروتولوئن توسط اسید نیتریک و در حضور این مایعات یونی انجام شد. پارامترهای موثر بر واکنش مانند حلال، دما، نسبت مولی واکنش دهنده ها، نوع و مقدار کاتالیزور بررسی و بهینه سازی شدند. گزینش پذیری بالای واکنش، خلوص بالای محصول، بکارگیری کاتالیزور سبز، غیر سمی و غیرخورنده و قابلیت بازیابی و استفاده مجدد از کاتالیزور از مزایای این روش می باشند.

در این تحقیق نیتراسیون پلی بوتادی ان (PB) با وزن مولکولی پایین، از طریق یک روش معمول و ارزان انجام شد. محصول NPB (نیترو پلی بوتادی ان) توسط تکنیک های FT-IR، 1H-NMR، GPC، TGA، DSC و ... مورد بررسی قرار گرفت. سپس نرم کننده پلیمری پرانرژی NPB به همراه بایندر پلی بوتادی ان نیتره شده و خاتمه یافته با هیدروکسیل (NHTPB) به ترتیب جایگزین نرم کننده خنثی دی اکتیل آدیپات (DOA) و بایندر پلی بوتادی ان خاتمه یافته با هیدروکسیل (HTPB) در PBXN-109 شدند و فرمولاسیون جدید با سیستم بایندر پرانرژی، با نام PBXN-109EB تهیه شد. دانسیته، سختی، پایداری در خلاء، خواص مکانیکی، ویسکوزیته، دمای انتقال شیشه ای (Tg)، حساسیت و خواص عملکردی PBXN-109EB نسبت به PBXN-109 استاندارد مقایسه شد. نتایج نشان داد که PBX جدید نه تنها الزامات PBXN-109 را دارد، بلکه خواص عملکردی بهینه شده ای را در سرعت، فشار، ایمپالس و پارامترهای ظاهری انفجار دارد. بنابراین سیستم بایندر NHTPB/NPB (بایندر/ نرم کننده) می تواند به عنوان یک سیستم بایندر پرانرژی جدید در مواد منفجره پلیمری با عملکرد بالا به کار گرفته شود.

در این مقاله به بررسی عملکرد ورق های کامپوزیتی چندلایه فلز-الیاف تحت ضربه کم سرعت با انرژی های ضربه 12.7 J، 16.3 J و 24.2 J به سه روش پرداخته شده است. در مدل اول از آسیب بین لایه ای صرف نظر شده و در دو مدل دیگر این آسیب با استفاده از روش المان چسبناک و سطح چسبناک شبیه سازی شده است. برای مدل سازی آسیب بین لایه ای از تئوری منطقه چسبناک و برای مدل سازی آسیب داخل لایه ای از معیار واماندگی هشین با گسترش آسیب بر مبنای اتلاف انرژی استفاده شده است. از داده های پلاستیسیته و مدل پلاستیسیته جانسون-کوک برای تعریف تغییر فرم پلاستیکی قسمت های آلومینیومی بهره گرفته شده و دقت نتایج هر مدل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. در فرآیند تحقیق، نتایج مدل سازی عددی از نظر نیروی ضربه و تغییر مکان دائم با نتایج تجربی مقایسه و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد به ازای انرژی 12.7 J برحسب نیروی ضربه، مدلی که در آن از آسیب بین لایه ای صرف نظر شده بهترین پیش بینی را داشته و با افزایش انرژی ضربه ای از میزان دقت نتایج کاسته شده است. در این راستا در انرژی های ضربه بالاتر، نتایج حاصل از دو روش مدل سازی دیگر که رفتار بین لایه ای در آنها لحاظ شده است پیش بینی دقیق تری را در مقایسه با نتایج تجربی نشان داده و در این بین دقیق ترین نتایج از مدل سطح چسبناک حاصل شده است. همچنین آسیب های وارد شده به مدل های المان چسبناک و سطح چسبناک استخراج شده و با یکدیگر مقایسه شده است. در ضمن تورق پیش بینی شده در مدل های سطح چسبناک و المان چسبناک تقریبا رفتار مشابه ای را نشان داده است.

در این مقاله، رابطه بین تنش و زمان یا مکان در پروفیل موج شوک قوی یکنواخت و پارامترهای موثر در پروفیل موج شوک قوی یکنواخت در مواد جامد فلزی موردمطالعه قرارگرفته است. ابتدا پارامترهای موثر در تغییر شکل ماده خالص شناسایی و رابطه بین آن ها معلوم شد. سپس با انجام فرض هایی ساده کننده معادله تغییر تنش به دست آمد. در مرحله بعد سختی های ماده موردبحث واقع شده و با ساده سازی در معادله قرار گرفتند. با بی بعد سازی، پارامترهای موثر در موج شوک قوی یکنواخت به دست آمدند. نتایج حل معادله بی بعد پروفیل موج شوک یکنواخت را شبیه سازی می کند، تخمینی از زمان بالا آمدن جبهه موج شوک قوی و ضخامت جبهه موج را می دهد و نشان می دهد که نرخ کرنش بیشینه نزدیک مرکز پروفیل موج شوک روی می دهد. داده های تجربی و شبیه سازی نشان می دهد وقتی تنش برشی الاستیک از مقاومت شبکه بیشتر می شود، یک پله کوچک در پروفیل سرعت-زمان ذره ایجاد می شود.

1و1- دی متیل هیدرازین (UDMH) به عنوان سوخت مایع موشک بوده و ترکیبی با سمیت بالا است. در این تحقیق، تخریب این ترکیب در محلول آبی از طریق اکسایش فتوکاتالیزوری با استفاده از کاتالیزور قابل بازیافت Fe3O4@SiO2@TiO2 (FST) در حضور پراکسیدهیدروژن و پرتو فرابنفش (UV/FST/H2O2) مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند در یک راکتور سوسپانسیونی مجهز به یک لامپ UV-C، 150 W انجام شده است. از روش های رسوبی و سل ژل برای سنتز کاتالیزور استفاده شد و برای آنالیز آن روش های میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM، پراش پرتو ایکس XRD طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه FTIR و روش بررسی خواص مغناطیسی VSM مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرایند مانند غلظت پراکسید هیدروژن، مقدار کاتالیزور و pH از روش پاسخ سطح استفاده شد. آنالیز کل کربن آلی TOC برای تعیین میزان تخریب و معدنی سازی استفاده شد. نتایج نشان داد که معدنی سازی 50 ppm از UDMH به میزان %79 با استفاده از 85 ppm کاتالیزور FST، 800 ppm پراکسید هیدروژن در PH=7 بعد از 120 دقیقه محقق می گردد.

نارنجک های اشک آور کنترل اغتشاش کنونی دارای معایبی هستند ازجمله اینکه چون احتراق در دمای پایین صورت می گیرد قابلیت باز پرتاب از سوی اغتشاش گران را دارد. همچنین به دلیل وزن و حجم قابل توجه حمل تعداد کافی از آن با مشکل مواجه است. در این راستا طراحی نارنجک کوچکی که این معایب در آن مرتفع گردیده و قابلیت حرکت یا سرندگی روی زمین را داشته باشد، موضوع این مقاله است. این مقاله شامل تشریح واکنش شیمیایی درون نارنجک به منظور تحلیل بالستیک داخلی و همچنین طراحی شیپوره ای است که تراست گازهای خروجی از آن، در نارنجک ایجاد حرکت کند. این طراحی شامل تعیین خصوصیاتی چون قطر گلوگاه، طول شیپوره و محل قرارگیری آن بر روی نارنجک است، به گونه ای که نیروی تراست مورد نیاز نارنجک را تامین نماید. طراحی شیپوره به کمک نرم افزار انسیس- سی. اف. ایکس صورت پذیرفته است. همچنین به محاسبات لازم جهت انتخاب مشخصات جنس بدنه پرداخته و در پایان تحلیل حرکت نارنجک طراحی شده، ارائه گردیده است. به دلیل در دسترس نبودن رابطه نرخ سوزش ماده اشک آور، یک الگوریتم جدید برای حل مساله پیشنهاد شده است.

در این مقاله به ارائه یک مدل تحلیلی فرآیند نفوذ پرتابه های فرسایشی در بتن تقویت شده به الیاف فولادی پرداخته شده است. نوآوری مدل تحلیلی ارائه شده در آن است که تاثیر طول به قطر الیاف فولادی و نسبت طول به قطر پرتابه و همچنین درصد حجمی الیاف استفاده شده در ماتریس بتن بر روی مقاومت ضربه ای بتن الیافی در سرعت های بالا موردتوجه قرارگرفته است. در شبیه سازی عددی از کد صریح و غیرخطی ال اس داینا با روش حل لاگرانژی و به صورت تقارن محوری استفاده شده است. پرتابه ها با سرعت بالای در حدود 2500 متر بر ثانیه با جرم تقریبی 45 گرم و با سر نفوذگر نیم کروی، تخت و اجایو در بتن مسلح به الیاف فولادی با درصد های حجمی 1، 1.5 و 2 درصد نفوذ می کنند. در این مقاله برای پیش گویی دقیق رفتار پرتابه فلزی و بتن الیافی در سرعت های بارگذاری خیلی بالا از مدل ماده الاستیک-پلاستیک هیدرودینامیک استفاده شده است. پس از صحه سنجی مدل تحلیلی نفوذ با فرآیند شبیه سازی و کار آزمایشگاهی، نتایج نشان می دهد که پرتابه های با سر نفوذگر اجایو که فاکتور تیزی سر پرتابه پایینی دارد با سرعت باقیمانده بیشتری از اهداف خارج می شود و کارآیی آنها در نفوذ بهتر می باشد. به عبارت دیگر با افزایش نسبت طول به قطر پرتابه از 0.5 به 0.9، برای پرتابه هایی به ترتیب به شکل تخت، نیم کروی و اجایو، سرعت باقی مانده افزایش می یابد. همچنین با افزایش درصد حجمی الیاف فولادی در ماتریس بتن میزان تخریب سطح ناحیه رویی و زیرین بتن الیافی کاهش می یابد. مدل تحلیلی ارائه شده در فرآیند تغییرات سرعت پرتابه در حین نفوذ داخل بتن تقویت شده به الیاف فولادی از دستاوردهای مهم این تحقیق محسوب می شود.