مواد پرانرژی
سال:1398 | دوره:14 | شماره:4 (پیاپی 44) |تعداد مقالات:6

با توجه به تهدیدهای روز افزون تروریستی و احتمال وقوع انفجار در مجاورت ابنیه صنعتی، برآورد مقاومت انواع سازه ها در مقابل بارهای انفجاری بسیار مهم است. در این پژوهش کاربرد بتن های فوق توانمند الیافی که دارای مقاومت کششی و ظرفیت اتلاف انرژی قابل ملاحظه ای می باشند، در زمینه مقاوم سازی سازه ها در برابر انفجار مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا ابتدا ستون های ساخته شده از UHPFRC که در مطالعات گذشته تحت آزمایش انفجار واقعی تست شده، در محیط عددی شبیه-سازی شده و پس از انطباق قابل قبول پاسخ های محاسباتی و ثبت شده طی آزمایش انفجار، با بکارگیری روش نوین استفاده از پوشش بتنی فوق توانمند، تقویت ستون های بتنی معمولی با استفاده از پوشش ساخته شده از این مصالح مورد بررسی عددی قرار گرفته است. نتایج تحلیل های عددی حاکی از آن است که حداکثر جابجایی مدل های مقاوم سازی شده با UHPFRC، به میزان قابل توجهی نسبت به نمونه ی مقاوم نشده کاهش پیدا خواهد کرد به طوری که مثلا به ازای 50 میلی متر ضخامت لایه مقاوم ساز، حدود 63 درصد جابجایی میانی ستون تحت اثر انفجارکمتر شده و از 153 میلی متر به 55 میلی متر رسیده است. همچنین با ترسیم نمودار فشار – ضربه جهت ارزیابی آسیب وارده به ستون مقاوم سازی شده، مشخص گردید که با استفاده از پوشش UHPFRC، ظرفیت تحمل ستون در برابر انفجارهای حوزه ی نزدیک و دور، با افزایش چشمگیری و در حدود 130 درصد همراه می گردد.

زلزله و انفجار ازجمله نیروهای دینامیکی مخرب می باشند. این نیروها به دلیل وابسته بودن به زمان و از طرفی ماهیتی ضربه ای، می توانند در سازه خرابی های شدیدی ایجاد نمایند. یکی از مهم ترین پارامترها برای بررسی پایداری سازه ها، مطالعه بر روی مودهای کمانشی آن ها می باشد. بررسی پایداری ارتباطی مستقیم با بار بحرانی ستون ها دارد. در این مقاله برای اولین بار به بررسی اثر هم زمان انفجار و زلزله های حوزه ی دور و نزدیک بر روی پایداری سازه ها پرداخته شده است. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی حالتی است که ارتعاشات ناشی از زلزله موجب انفجار مواد منفجره ی نزدیک سازه می شود. از این رو به بررسی رفتار دینامیکی و کمانشی سازه تحت اثر هم زمان زلزله و انفجار پرداخته شده است. در این نوشتار انفجار در سه مرحله همراه با زلزله به طور هم زمان به سازه وارد می شود. این سه مرحله شامل قبل از شروع زلزله، در زمان وقوع زلزله و بعد از اتمام زلزله می باشد. در این راستا در این مقاله سازه تحت اثر انفجارهای درون سازه ای و برون سازه ای و اثر توأمان زلزله قرار می گیرد. در این مقاله نشان داده شده است که بحرانی ترین حالت مربوط به زمانی است که ارتعاشات ناشی از زلزله در زمان جنبش نیرومند آن موجب وقوع انفجار شود. نتایج این مقاله نشان می دهد که تلفیق انفجار و زلزله در حالتی که ماده ی منفجره بیش از 500 کیلوگرم TNT باشد چندان اثرگذار نیست. درواقع زلزله در این حالت تأثیر چندانی بر پاسخ غیرخطی سازه ندارد. در این مقاله نشان داده می شود که اثرات در نظر گرفتن P-Delta چندان بر روی پاسخ سازه تأثیرگذار نمی باشد. بر اساس نتایج ارائه شده برای انفجارهای مختلف و زلزله های مختلف می توان دریافت که تلفیق انفجار و زلزله بر روی تحلیل های دینامیکی اثر بیشتری دارد.

امروزه سامانه های با پیشرانه جامد به علت ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از الزامات در این سامانه ها استحکام کششی و چسبندگی بالای لاینر به منظور حفظ یکپارچگی و خنثی کردن تنش های وارده به موتور است. در این پژوهش اثر افزایش نسبت عامل پخت (NCO/OH) در بازه ی 4/1-9/0=R بر استحکام کششی لاینر بر پایه HTPB و نیز چسیندگی لاینر به پیشرانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد افزایش میزان ایزوسیانات با افزایش درصد شبکه ای شدن، استحکام کششی را افزایش داده و ازدیاد طول در نقطه ی شکست را کاهش می دهد. همچنین با افزایش گروه های NCO توانایی لاینر برای ایجاد پیوند های یورتانی در سطح مشترک با پیشرانه افزایش می یابد و از این طریق استحکام چسیندگی افزایش می یابد. در نهایت با درنظر گرفتن الزامات طراحی، فرآیند پذیری و نیز هزینه و ایمنی نسبت پخت بهینه انتخاب گردید.

آمونیوم پر کلرات که یکی از اکسیدکننده اصلی در بسیاری از پیشرانه های جامد به شمار می رود. این نوع بلور به صورت عمده از طریق بلورسازی تولید می شود. در این تحقیق هیدرودینامیک جریان در بلورساز DTB[1] با استفاده از نرم افزارAnsys Fluent به منظور بدست آوردن دیدی جامع از الگوی جریان بلورساز که تاثیر به سزایی بر روی توزیع اندازه ذرات بلور دارد، بررسی شده است. مشخصات هیدرودینامیک در بخش های مختلف بلورساز بررسی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که در فضای داخلی لوله مکش، جریان بالارونده بوده و بیشترین تلاطم و سرعت محوری جهت رساندن خوراک تازه به سطح جوشش وجود دارد. بیشترین هسته زایی در منطقه جوشش به دلیل فوق اشباعیت بالا و تنش برشی جریان اتفاق می افتد. هسته های تشکیل شده در منطقه عرضی بین لوله مکش و بفل در حضور جریان یکنواخت پایین رونده و سرعت کمتر نسبت به داخل لوله مکش، رشد می کنند. در منطقه دسته بندی (منطقه عرضی بین بفل و دیواره بلورساز)، جریان بسیار آهسته و عاری از هرگونه تلاطم به سمت بالا بوده و درنتیجه بهترین منطقه جهت دسته بندی ذرات به شمار رفته و ذرات درشت تر به دلیل نیروی گرانش در این منطقه جداسازی می شوند.

آغازش تراک توسط شاک موضوعی مهم در ارزیابی ایمنی مواد منفجره و طراحی زنجیره آتش و تجهیزات انفجاری است. مطالعات تجربی در این زمینه بسیار مشکل و پرهزینه بوده و به تجهیزات پیشرفته نیازمند است؛ ازاین رو، شبیه سازی ابزاری مفید و مناسب برای مطالعه این پدیده می باشد. هدف این مقاله، توسعه یک کد کامپیوتری برای شبیه سازی یک بعدی آغازش مستقیم مواد پرانرژی است. برای این منظور هیدروکد متن باز Fortran SIN به عنوان مبنا قرارگرفته و مدل سوزش I&G به آن اضافه شده است. با استفاده از کد توسعه یافته، آغازش ماده منفجره Comp-B با شاک های پالسی بادوام شبیه سازی شده است. مطابقت خوبی بین نتایج به دست آمده با نتایج سایر مراجع مشاهده شد؛ به عنوان مثال در شبیه سازی آغازش Comp-B با شاک 78/3 گیگا پاسکال، فاصله پیمایش تا دتونیشن 8/14 میلی متر به دست آمد که در مقایسه با نتایج تجربی مراجع معتبر، 7/5 درصد اختلاف دارد.

این مقاله به طراحی و تحلیل انژکتور مناسب برای یک سامانه LITVC پرداخته است. هدف از بکارگیری سیستم LITVC در سامانه های پروازی، کنترل و انحراف بردار تراست به روش پاشش ثانویه سیال می باشد. بدین منظور، پس از مطالعه و دسته بندی انواع انژکتورها بر اساس ساختمان هندسی و شرایط عملکردی، نوع انژکتور گریز از مرکز تک پایه، به دلایل یکنواختی پاشش، قابلیت انتقال دبی های بالاتر و ابعاد هندسی نسبتا کوچکتر، مبنای طراحی قرارگرفت. در این فرآیند ضمن تعریف سه گروه پارامتر هندسی بدون بعد، طراحی بر مبنای محاسبات روابط مهندسی و حل عددی در نرم افزار فلوئنت صورت پذیرفت. در این مرحله انژکتوری که مناسب ترین سرعت خروجی و کمترین میزان افت فشار را داشت، به عنوان محصول نهائی طراحی برگزیده شد. در نهایت با مطالعه 3 نوع چیدمان مختلف انژکتور و محاسبه میزان انحراف بردار تراست هر چیدمان، ضمن اعتبارسنجی با نتایج تحقیقات پیشین، بهترین کمربند پاشش شناسایی گردیده است.