Введение к работе
Актуальность темы В последние годы во всем мире большое внимание уделяется безопасной ликвидации последствий природных и техногенных катастроф, вооруженных конфликтов и террористических актов. Одной из сложных задач является безопасная резка и обрушение аварийных металлоконструкций, в том числе с остатками взрыво- и пожароопасных материалов, в условиях исключающих непосредственное присутствие человека Не решенной проблемой является подводная резка конструкций и резка радиоактивного металла Перечисленные условия характеризуются как чрезвычайные ситуации.
Практика показала, что в чрезвычайных ситуациях метод резки металла взрывом во многих случаях является единственно возможным Одним из средств этого метода являются линейные кумулятивные заряды, позволяющие без риска для человека производить обрушение потенциально опасных конструкций и сооружений Как показал опыт Министерства чрезвычайных ситуаций России, при обрушении крупногабаритных объектов конструкций с толщиной металла порядка десятков миллиметров масса кумулятивных зарядов достигает значительных величин, при которых требуется применение специальных, дорогостоящих методов защиты окружающих объектов от действия осколков и ударных волн взрыва В этой связи практическая задача локализации действия взрыва и минимизации массы заряда для резки и обрушения металлоконструкций на основе гибкого управления ударно-волновыми процессами является актуальной, как для России, так и для Вьетнама.
Цель работы: повышение безопасности работ при утилизации взрывом металлоконструкций в чрезвычайных ситуациях.
Задачи исследования:
-
Разработка алгоритма и программы математического моделирования процессов нагружения контактным взрывом материалов с полиморфными фазовыми переходами.
-
Численное и экспериментальное исследование процесса резки стали ударно-волновыми зарядами и определение их оптимальных параметров на основе минимизации действия взрыва на окружающие объекты
-
Разработка методики инженерных расчетов ударно-волновых зарядов (УВЗ) для резки стального проката в процессе утилизации металлоконструкций.
С.-Петербург
ОЭ 200 кт jffi/
4. Оценка возможности применения флегматизированных взрывчатых веществ (ВВ) для ударно-волновой резки металла
5 Исследования защиты окружающих объектов от фугасного действия взрыва на основе комплексного применения инерционных оболочек и газовых экранов
Методы исследования.
В диссертационной работе использованы аналитические расчеты, методы математического моделирования на ЭВМ, методы экспериментальных исследований.
На защиту выносятся 1 математическая модель и численный метод моделирования процессов нагру-жения взрывом материалов с фазовыми переходами, учитывающая двумерный разлет продуктов детонации и температуру окружающей среды;
-
результаты математического и численного моделирования ударно-волновых процессов и разрушений в стали при контактном взрыве зарядах П-образной формы;
-
результаты экспериментальных исследований резки стального проката ударными волнами;
4 методика инженерных расчетов оптимальных параметров ударно-волновых зарядов для резки металла с целью утилизации;
5. результаты исследования локализации фугасного действия взрыва многослойными экранами с чередующимися слоями газообразных и конденсированных сред.
Достоверность результатов исследований обусловлена корректной постановкой задач, применением математически обоснованных методов их решения, сравнением полученных результатов с опубликованными и экспериментальными данными.
Научная новизна работы.
1 Разработана и обоснована математическая модель и численный метод исследования процессов нагружения взрывом материалов с фазовыми переходами, учитывающая двумерный разлет продуктов детонации и температуру материалов.
2. Уточнена физическая картина и механизм разрушения стальных преград при различных режимах столкновения ударных волн.
3 Определены изменения параметров ударных волн на границах слоев газов и конденсированных сред существенно отличающихся по акустической жесткости.
Практическая ценность работы Состоит в обосновании рекомендаций по взрывной резке металла, обеспечивающих значительное снижение расхода ВВ и фугасного действия взрыва на окружающие объекты, а также возможность использования флегматизированных ВВ на основе гексогена, в том числе конверсионных, с низкой чувствительностью к внешним воздействиям, что значительно повышает безопасность взрывных работ.
Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на:
VII всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», Санкт Петербург, 2004 г.,
VI международной научно-технической конференции «Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов», Москва, 2005 г,
XXXIII научно-технической конференции МГТУ им. Баумана «Проектирование систем», Москва, 2006 г.
Публикации' По материалам диссертационной работы опубликовано 7 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы, приложений. Диссертация изложена на 134 страницах, содержит 54 рисунка, 31 таблицу, список литературы из 40 источников, 2 приложения.
