CC BY
92
2. Талалаев А.К. Индукторы и установки для магнитно-импульсной обработки металлов. М. : НТЦ «Информтехника», 1992. 143 с.
3. Леонов В.М. Получение поперечных пазов и отбортовка боковых отверстий в полых цилиндрических заготовках электромагнитной штамповкой: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2005. 174 с.
4. Исследование возможности воздействия импульсного магнитного
поля на жидкий и кристаллизующийся металл / В.А. Глущенков [и
др.] // Магнитно-импульсная обработка материалов. Самара, 2007. 276 с.
V. Leonov
Еxpansion of opportunities of electromagnetic treatment operations of polyphase mediums using diathermic heating
There is an aspects review of electromagnetic treatment of polyphase mediums with preheating. Particularities of material characteristics modifications which is connected with the entire process are also discussed.
Key words: polyphase mediums treatment, material characteristics increase, magnetic field, liquid phase materialforming.
Получено 07.04.10
УДК 621.251
Д.Ю. Сазонов, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-18-32, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕЗОПАСНЫХ ГИДРОТЕХНОЛОГИЙ РАССНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ
Предложен подход, позволяющий повысить производительность гидрометодов расснаряжения боеприпасов при условии обеспечения безопасности проведения работ и соблюдения экологических норм.
Ключевые слова: боеприпас, расснаряжение, гидротехнология, абразив, режимы обработки.
Со времен Второй мировой войны на территории России и бывших стран СНГ скопились миллионы тонн боеприпасов (БП), дальнейшее хранение которых требует значительных материальных затрат и связано с всевозрастающей опасностью самопроизвольных взрывов, экологических катастроф, несчастных случаев. С другой стороны, использование в промышленности черных и цветных металлов, взрывчатых веществ (ВВ) и порохов, являющихся результатом процесса расснаряжения БП при условии соблюдения условий безопасности проведения работ и экологических норм может давать существенную экономическую прибыль. Однако недофинансирование федеральных программ утилизации вооружения и военной техники, утвержденных Правительством РФ, а также отсутствие в на-
стоящий момент в России единой государственной системы, комплекса правовых документов и производственно-технологической базы до сих пор не позволяют вывести процесс утилизации БП на промышленный уровень и заставляют подразделения, занимающиеся данной проблемой, изыскивать наиболее простые и дешевые способы утилизации, как правило, не обеспечивающие ее комплексность.
Большая номенклатура БП привела к разработке значительного числа методов утилизации, использующих различные технологические приемы, и, как следствие, к появлению огромного количества математических моделей процессов, отражающих различные этапы и способы процесса утилизации. Развитие моделей позволяет получать более точную картину процесса, что, в свою очередь, даёт возможность обосновать выбор оборудования, инструмента, технологических режимов обработки и значительно ускорить и удешевить процедуру внедрения утилизационных процессов в производство. Но разрозненность подходов, возникающая из-за различий в элементной базе исполнителей, ограниченности доступа к экспериментальным материалам и программному обеспечению, а также профиля проводимых на предприятии работ, зачастую не позволяет осуществить единый, комплексный подход к проблеме утилизации.
Специфика проведения работ по утилизации БП - наличие веществ, представляющих высокую потенциальную опасность и неразъемность конструкции БП, изначально не рассчитанной на демонтаж, а также сравнительный анализ всей совокупности физических и химических методов расснаряжения БП [1] - позволила выделить гидроструйные методы обработки как наиболее универсальные, экономичные, обладающие достаточной производительностью и экологически чистые. Резка водяной струей исключает вредные последствия, присущие резке с применением тепловой энергии или механической обработке, в том числе такие, как терморазрушение, оплавление, самовозгорание, обеспечивает высокую производительность, особенно при резке тонколистового материала (около 90 % от всего объема применяемых в машиностроении материалов имеют диапазон толщин 4...30 мм). Для повышения производительности обработки при резке твердых материалов вместе с водой используется абразив.
При том, что гидроабразивные станки стоят дороже водоструйных и эксплуатационные затраты на них значительно выше, преимуществами технологии гидроабразивной обработки являются способность обрабатывать сверхтвердые материалы, избирательно обрабатывать многокомпонентные композиционные материалы; достигать минимальных остаточных напряжений, не вызывающих коробления детали, а также минимальных тепловых эффектов и приемлемой объемной скорости съема материала; всенаправленность обработки; отсутствие необходимости прочного закрепления заготовки; отсутствие непосредственного контакта с обрабатывае-
мой заготовкой; хорошие условия для автоматизации и организации дистанционного управления [1].
Но наряду с неоспоримыми достоинствами применения гидротехнологий на этапе фрагментации утилизируемых БП их промышленное использование, позволяющее в значительной мере решить актуальную проблему утилизации, сдерживается недостаточной изученностью вопросов чувствительности ВВ к воздействию высокоскоростных гидроструй, в том числе гидроабразивных.
Еще одним немаловажным аспектом проблемы утилизации является экология. В настоящее время наименее затратными и наиболее быстрыми и эффективными с точки зрения производительности способами уничтожения БП по-прежнему остаётся их подрыв или открытое сжигание. При этом наряду с потерей дорогостоящих материалов стоит задуматься о возможных последствиях экологического характера.
Экологический ущерб, наносимый массовым уничтожением сотен тысяч тонн обычных БП и последующим выбросом в окружающую среду продуктов детонации или горения, прямо пропорционален их количеству и вполне может привести к экологической катастрофе местного или регионального значения. Таким образом, для выбора технологии расснаряжения или принятие решения на уничтожение БП необходима методика, позволяющая с экономической точки зрения оценить последствия экологического ущерба от уничтожения БП или, сравнивая расходную часть технологий расснаряжения с затратами на уничтожение БП, выбрать среди них оптимальную.
И, наконец, перед внедрением гидротехнологий в производство необходима разработка математического аппарата, позволяющего описать всю совокупность процессов, сопровождающих различные этапы и приемы расснаряжения БП. Применение методов математического моделирования позволяет не только экономить денежные средства, но и определять параметры процессов, не доступные для регистрации при проведении натурных испытаний и корректно прогнозировать изменения параметров вновь разрабатываемых технологических процессов. Но при этом, кроме определения рациональных конструктивных параметров оборудования, инструмента, режимов обработки, необходимо учесть и влияние затрат, связанных с организационными аспектами процесса утилизации. Критерием эффективности в данном случае может служить удельная себестоимость материалов, получаемых при расснаряжении БП.
Таким образом, для достижения поставленной цели, заключающейся в повышении производительности гидрометодов (в т.ч. и гидроабразивных) расснаряжения БП, необходима разработка научно обоснованных методик проектирования гидротехнологий при условии обеспечения безопасности проведения работ и соблюдения экологических норм. Это возможно при решении следующих задач:
1. Расчет эффективности расснаряжения БП, содержащий расчет затрат на транспортирование БП к месту расснаряжения и непосредственно расснаряжение. При этом под процессы расснаряжения подпадают гидроабразивная резка корпусов и других элементов утилизируемых БП, а также гидроструйное извлечение взрывчатого снаряжения из корпусов утилизируемых БП.
2. Расчет экономических потерь при нанесении экологического ущерба уничтожением утилизируемых БП сжиганием или подрывом.
3. Расчет вероятной прибыли от реализации компонентов утилизируемых БП.
При размещении предприятия, осуществляющего утилизацию БП, вне базы их хршения, возникает необходимость их совмещения для осуществления процесса расснаряжения. Обычно транспортирование БП к месту расснаряжения осуществляется по железной дороге или автомобильным транспортом, однако, при обеспечении необходимых условий для безопасности проведения работ по расснаряжению на самой базе хранения БП возможна транспортировка к месту расснаряжения мобильной установки расснаряжения.
Анализ затрат по каждому из предлагаемых способов свидетельствует о предпочтительности использования железнодорожного транспорта при транспортировании БП на расстояния до 1000км, причем различие в затратах возрастает с увеличением объема транспортирования. Сравнение же результатов расчета затрат на транспортирование БП и мобильной установки для расснаряжения неоспоримо свидетельствует в пользу использования последней [2].
Затраты на расснаряжение БП зависят от параметров используемого оборудования, типа и калибра БП, определяющего время его расснаряже-ния, а также размера партии утилизируемых БП. Непосредственно фрагментация БП включает его распатронирование, удаление взрывателя, вскрытие корпуса в радиальном сечении, проходящем через заряд ВВ, извлечение из корпуса ВС и снятие ведущих поясков.
Реализация методики численной многовариантной оценки себестоимости технологической операции [3] позволила оценить структуру затрат по отдельным позициям. Анализ структуры затрат показывает, что, наряду с транспортными расходами, основную долю составляют амортизационные отчисления и затраты на электроэнергию, поэтому при создании комплексов оборудования для утилизации следует стремиться, прежде всего, к простоте, надежности, энергоемкости и дешевизне последнего.
Для установления границ безопасного протекания исследуемых процессов расснаряжения утилизируемых БП был использован экспериментально-теоретический способ. Поскольку основное сенсибилизирующее действие на ВВ при фрагментации БП оказывают частицы абразива, то
достаточно оценить инициирующее воздействие на ВВ только гидроабразивных струй.
Хотя массово-геометрические характеристики абразивной частицы не позволяют возбудить в массиве ВВ волновые про цссы, однако, при фрагментации корпуса БП гипотетически возможна ситуация нарушения сплошности корпуса в виде «скола» в момент его сквозного прорезания. Отделяемый фрагмент металла будет обладать значительной массой и поэтому необходимо оценить инициирующую способность такого «осколка».
Анализ полученных результатов свидетельствует, что даже для наиболее чувствительного из использованных для снаряжения ВВ (плот-
3 2
ность р= 1,52.1,72 г/см , скорость детонации Б = 7900.8350 м/с ) критическое значение параметра инициирования при максимальной массе ударника соответствует давлению 510 МПа, что на настоящий момент является предельно достижимым давлением при гидроабразивном резании материалов. Таким образом, проведенные исследования указывают на отсутствие в достаточно широком диапазоне режимов обработки возбуждения горения и детонации в массиве ВВ при гидроабразивной резке корпусов утилизируемых БП.
Для моделирования воздействия на ВВ, расположенное на жестком основании, единичного твердофазного ударника со скоростями, соответствующими магистральному давлению 40.60 МПа, имитаторы ВВ подвергались ударному воздействию стальных шариков, метаемых при помощи пневмоустановки.
Результаты проведенных экспериментов качественно подтвердили картину нагружения ВВ жестким недеформируемым ударником, а также позволили выявить наличие слоя уплотнения, возникающего вблизи полости каверны и перемещающегося вместе с ударником. При уменьшении слоя ВВ до размеров, соизмеримых с диаметром проникающей частицы, напряжения вблизи подложки значительно возрастают по сравнению с прониканием при отсутствии жесткого основания, что при определенных режимах может привести к инициированию ВВ. Определенный по результатам экспериментов закон сопротивления среды позволил оценить напряженно-деформированное состояние ВВ вблизи жесткого недеформи-руемого основания и скорректировать геометрию и кинематику гидроабразивных струй [4].
Для экспериментальной оценки инициирующей способности гидроабразивных струй, движущихся со скоростями, близкими к предельным, был предложен экспериментально-теоретический способ определения чувствительности ВВ, размещенного на жестком основании.
Конструкция, реализующая данный способ (рис. 1, а), позволяет моделировать воздействие гидроабразивной струи жидкости высокого давления на образец ВВ и определять момент возникновения химических реакций [5, 6].
а б
Рис. 1. Экспериментальная установка по определению чувствительности ВВ к динамическому воздействию гидроабразивной струи жидкости (а) и варианты исполнения соплового блока (б)
Таким образом, приведенные исследования подтверждают гарантированное обеспечение безопасности при гидроабразивной резке корпусов БП и позволяют определить границы безопасного применения данных технологий.
Многочисленные исследования номенклатуры утилизируемых БП, проводимые с целью оценки геометрии камор, позволили выделить наиболее характерные геометрические и кинематические параметры обработки, а те, в свою очередь, - имеющиеся и предложить новые схемы расснаря-жения, учитывающие в том числе возможность появления среди утилизируемых БП более сложных конструкций, которые не могут быть обработаны на имеющимся оборудовании.
Используя математические модели движения турбулентной жидкости по каналу струеформирующего насадка, траекторного движения струи и взаимодействия ее с преградой с целью определения эффективности используемых схем расснаряжения был проведен их сравнительный анализ с точки зрения минимизации штучного времени обработки и себестоимости извлекаемых компонентов, при этом технологические режимы выбирались из условия обеспечения работоспособности конструкций и принимались для всех схем одинаковыми, а минимизация времени обработки осуществлялась за счет оптимизации траектории рабочего органа (рис. 2). При проведении анализа учитывались ограничения по расходу энергоресурсов, ограничения накладываемые на параметры инструмента и связанные с обеспечением свободного удаления из каморы продуктов размыва, полного вымывания ВВ на стенке каморы, обрабатываемости (сопловая головка должна проходить в канал, формируемый в ВВ струей головного насадка).
Установлено, что при извлечении взрывчатого снаряжения из кор-
пусов утилизируемых фугасных БП производительность расснаряжения 115 мм - БП составляет 0,03.0,15 кг/с, для 152 мм - БП - 0,06. 0,09 кг/с; для рассмотренных вариантов расснаряжения магистральное давление лежит в интервале 90.150 МПа, при этом на настоящий момент обеспечивается расчетная удельная прибыль 15.105 руб/ч, что в целом подтверждает рентабельность использования гидротехнологий для утилизации БП.
Использование конструкций гидромеханических устройств, реализующих перспективные планетарные схемы извлечения взрывчатого снаряжения из корпусов утилизируемых БП, позволяет до 40.60 % расширить диапазон обрабатываемых типоразмеров при общем снижении до 10 % штучного времени обработки. Использование схем 5, 6 позволяет расснаряжать БП практически любого калибра, однако этот процесс является затратным. При малых калибрах (до 200 мм) схемы 3, 4 также являются затратными, однако при больших калибрах может быть получена прибыль, которая растет с ростом калибра.
V
Рис. 2. Схемы вымывания взрывчатого снаряжения из корпуса боеприпаса: 1 - осевая одноканальная; 2 - осевая двухканальная; 3 - планетарная одноканальная; 4 - планетарная двухканальная; 5 - радиальная ступенчатая одноканальная;
6 - спиральная одноканальная 97
При моделировании расснаряжения БП гидроабразивными струями была использована система дифференциальных уравнений, описывающая двухфазное осесимметричное течение и включающая уравнения неразрывности и энергии для жидкости и частиц, уравнение количества движения, а также уравнение конвективного межфазного теплообмена. При этом полагалось, что теплоемкости жидкости и частиц абразива постоянны, обмен массой между компонентами смеси отсутствует, обмен импульсом происходит при аэродинамическом обтекании жидкостью частиц, при этом сила взаимодействия складывается из сил давления и трения, а обмен энергией связан с работой аэродинамических сил и теплообменом. Силы, действующие на частицу со стороны жидкости, определялись по известной скорости частицы решением краевой задачи для уравнений Навье - Стокса с учетом влияния формы частицы, в качестве исходных значений параметров течения турбулентного потока, обтекающего частицу, использовались классические зависимости теории турбулентных струй [7, 8].
Для гидроабразивной струи, получаемой по способу увлечения абразива, проводился учет кавитационного режима течения. Корректировка кинематики движения абразивных частиц осуществлялась введением в правые части определяющих соотношений коэффициентов, учитывающих торможение частиц.
При моделировании внедрения гидроабразивной струи в преграду были использованы следующие основные допущения: жидкость считалась несжимаемой; прочностные свойства преграды описывались реологическими соотношениями; фрикционный нагрев и массовые силы не учитывались; абразивные частицы считались равномерно распределенными по поперечному сечению струи, их скорость достигала скорости потока до взаимодействия с преградой и не уменьшалоась по глубине прорезаемой щели.
В зависимости от вида напряженно-деформированного состояния, определяемого механическими свойствами ударника и преграды (рис. 3), при гидроабразивном резании реализовывался механизм трещинообразо-вания (хрупкий) или эрозии материала (вязкий).
Для определения параметров гидроабразивного резания использовался интегральный закон сохранения энергии, при реализации механизма эрозии объем вязкого материала, удаляемый одиночной абразивной частицей, определялся глубиной образуемой каверны, при хрупком и квазихрупком механизме определялась скорость р (ста трещины по поверхности и в глубь материала или объем лицевого откола материала.
На основе разработанных математических моделей процессов формирования гидроабразивной струи, воздействия ее на преграду и проведенных экспериментов проанализировано влияние различных факторов на эффективность резания различных материалов, в результате чего определены рациональные условия ее формирования. Результаты, полученные
при реализации разработанных математических моделей процессов, используются при расчете эффективности расснаряжения БП.
а
в
Рис. 3. Механизмы проникания абразивных частиц для различных типов материалов: а - вязкий; б - промежуточный; в - хрупкий
Загрязнение атмосферы от подрыва или сжигания БП связано со специфическими свойствами ВВ, которыми снаряжено большинство БП, подлежащих расснаряжению и утилизации. Предлагаемая методика [9] позволяет определить химический состав продуктов горения и взрыва, массовые доли углеродосодержащих веществ (табл. 1 - 3), выделяющихся при детонации или сжигании одной тонны ВВ или порохов.
Таблица 1
Массы компонентов, образующихся при подрыве ВВ (кг/т ВВ)
Тип ВВ Состав продуктов взрыва ВВ
С С02 СО Н2 О Н2 СН4 N0 02 N2 НС N 2 2 и £ МН 3
ТЭН - 410, 9 180, 3 198 3,06 - 30 12,8 162, 9 - - -
Тетрил 69,6 246 303, 8 106, 3 3,78 4,32 - - 219 16,2 30,2 -
Тротил 180 233, 2 246 127 3,38 0,48 - - 145, 6 37,8 5,2 15,3
Г ексоген - 198, 2 252, 2 163, 2 90,0 - - - 378, 3 - - -
ТНТ - 181 337 238, 7 59,3 - - - 184 - - -
Нитро- клетчатка 30 354, 2 288, 1 178, 7 4,9 2,4 - 4,48 134, 7 - - -
Таблица 2
Масса углеродосодержащих веществ, выделяющихся при сжигании __________________________1 т пороха_________________________
Состав газовой фазы, кг/т
Окислы азота N02, N0 Угарный газ СО Метан СН4
448 140 28
Таблица 3
Массы компонентов, образующихся при открытом сжигании ВВ _____________________________(кг/т)_______________________________
Тип ВВ Состав продуктов горения ВВ
С02 СО С Н2 N2 N20 N0 СН и метан Циани- ды
Октоген 96 446 6,2 20,5 110 25 96,3 - -
Тротил 86 542 79 16,8 104 61 102 1,9 1,2
Г ексоген 87 504 - 0,5 129 150 101, 3 - -
ТГ-60 153 427 - 18 116, 5 105, 5 101, 7 0,73 -
Нитроцеллюлоза 344 362 79,4 21,2 92 96,4 96,4 4,7 -
Нитроцеллюлоза + нитроглицерин 516 149 - 12 185 131, 5 131, 5 6,5 -
Полученные данные в зависимости от типа территории, характера рассеяния вредных веществ, массы и относительной агрессивности продуктов выброса позволяют с экономической точки зрения оценить последствия экологического ущерба от уничтожения БП. Сравнивая затраты, связанные с уничтожением БП и различными технологиями расснаряжения, оценивается эффективность и целесообразность применения последних.
Однако, даже не учитывая экономические аспекты, очевидно, что уничтожение БП подрывом или сжиганием нецелесообразно, а в больших количествах - просто недопустимо. При этом даже в случае, когда технология является затратной и требует дополнительных капитальных вложений от государства, отсутствие экономического эффекта и компенсация экологического ущерба, наносимого окружающей среде при уничтожении БП, обычно соизмеримы с данными вложениями. Таким образом, при выборе технологии расснаряжения необходимо стремиться, прежде всего, к минимизации экономических потерь при соблюдении общих требований экологической безопасности.
Для оценки дохода, получаемого от утилизации БП, последний представлялся в виде совокупности отдельных характерных элементов, масса которых может быть определена на основе статистических данных по известным изделиям. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что с увеличением калибра снаряда стоимость получаемых материа-
лов уменьшается в связи с уменьшением доли цветных металлов, входящих в выстрел. Аналогично можно оценить стоимость получаемых продуктов от утилизации других видов БП. Так, для артиллерийских выстрелов на настоящий момент она составляет в среднем 10,3.22,2 тысячи рублей за тонну, а для фугасных авиабомб и мин 5,1.8,7 и 2,4. 5,4 тысячи рублей за тонну соответственно.
Задача выбора рациональных параметров гидроструйного рассна-ряжения БП является многовариантной и предполагает в условиях рыночных отношений отыскание наилучшего решения при ограничениях, налагаемых на экологические, экономические и технологические возможности, а также безопасность проведения работ. Критерием оптимальности (целевой функцией) в данном случае выступает удельная себестоимость материалов Fc = f (A, B, X), получаемых при расснаряжении БП, при наличии ограничений
Xi min — Xi — Xi max, Bi min — Bi — Bi max, ^ = y, n , где X = (xy, X2,..., xn) - вектор независимых переменных; A = (a-у, «2,..., an) - вектор фиксированных параметров; B = (by, b2,..., bn) - вектор расчетных параметров, на которые накладываются ограничения.
Система ограничений образует область допустимых решений (экономических возможностей), а совокупность подвергаемых изменению неизвестных величин, действуя на которые, можно совершенствовать систему, - вектор независимых переменных. Для различных технологических процессов к независимым переменным могут быть отнесены магистральное давление, выходные диаметры сопел и коллиматора, углы наклона сопел и расстояние их от обрабатываемой поверхности, а также параметры абразива, расчетные параметры связаны с геометрией и кинематикой формируемой струи и параметрами оборудования высокого давления. К фиксированным параметрам, также входящим в структуру целевой функции, могут быть отнесены различного рода стоимостные, эксплуатационные и технологические коэффициенты, связанные с процессами расснаряжения БП.
Нахождение значения целевой функции проводилось с использованием метода градиентного спуска, при этом начальное значение функции в области ее существования полагалось минимальным, а последующие значения вектора независимых переменных генерировались в зависимости от выполнения условий методом случайного поиска. Условием окончания поиска было выбрано сокращение интервала неопределенности до величины, меньше предварительно заданной.
Поскольку целевая функция, определяемая удельной себестоимостью получаемых в результате расснаряжения БП материалов, не является унимодальной, применяемый метод не гарантирует нахождение глобального минимума. С целью получения более точного решения оптимизаци-
онной задачи начальное значение функции необходимо выбирать с учетом предварительно проведенных экспериментов, определяющих область его существования.
На основе анализа полученных в результате реализации алгоритма оптимизации результатов сформулированы рекомендации по выбору инструмента, оборудования и режимов обработки для перечисленных процессов гидроструйного расснаряжения БП, обеспечивающих в заданном диапазоне изменения начальных и граничных условий минимизацию себестоимости извлекаемых компонентов.
Список литературы
1. Дорофеев С.В., Панкина Ю.В., Сазонов Д.Ю. Сравнение гидро- и гидроабразивной резки с другими методами обработки материалов // Труды НПК «Молодые ученые центра России. Вклад в науку XXI века». Тула: ТулГУ, 2003. С. 85 - 88.
2. Бородин П.В., Сладков В.Ю. Оценка экономической эффективности процесса утилизации боеприпасов. // Изв. ТулГУ. Сер. Экономика и управление. 2000. Вып. 1. С. 198 - 204.
3. Проектирование технологических процессов в машиностроении: учеб. пособие для вузов / И.П. Филонов [и др.]; под общ. ред. И.П. Филонова. Минск: УП «Технопринт», 2003. 910 с.
4. Горбунов В.В. Экспериментальные исследования взаимодействия твердофазного ударника со взрывчатым веществом / В.В. Горбунов [и др.] // Изв. ТулГУ. Сер. Проблемы спец. М.: Машиностроения. 2005. С. 133 - 138.
5. Установка для определения чувствительности ВВ к действию высокоскоростных струй / В.А. Бреннер [и др.]. Патент на полезную модель №2005117650 от 07.06.2005.
6. Установка для определения чувствительности ВВ к динамическому воздействию струи жидкости / В.А. Бреннер [и др.]. Патент на полезную модель №2005117649 от 07.06.2005.
7. Сазонов Д.Ю. Определение параметров движения гидроабразивной смеси в насадке // Изв. ТулГУ. Сер. Актуальные вопросы механики. 2006. Вып. 2. Т. 1. С. 256 - 263.
8. Сазонов Д.Ю. Вариант математической модели движения частицы абразива в жидкости // Изв. ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. 2006. Вып. 2. Т. 1. С. 286 - 293.
9. Сазонов Д.Ю. Оценка экологического ущерба при уничтожении боеприпасов // Изв. ТулГУ. Сер. Актуальные вопросы механики. 2005. Вып. 1. Т. 1. С. 253 - 262.
D. Sazonov
Development to theories of the designing safe hydro technology fragmentation ammunitions.
The approach, allowing increasing production a hydro methods fragmentation ammunitions at condition of the ensuring to safety of the undertaking the work and observance of the ecological norms is offered.
Keywords: an ammunition, fragmentation, hydrotechnology, an abrasive, processing
modes.
Получено 07.04.10
УДК. 621.7:539.3
Л.П. Семенова, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-18-32, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ УТОЛЩЕНИЙ НА СТЕНКАХ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК
Представлены результаты исследования влияния технологических параметров на силовые характеристики процесса набора утолщений на стенках трубчатых заготовок.
Ключевые слова: численное моделирование, набор утолщений, схема деформирования, силовые параметры.
В различных отраслях промышленности - от приборостроения до тяжелого машиностроения - нашли широкое применение осесимметричные детали, имеющие утолщение на стенках на любом участке длины внутри и снаружи (рис. 1) [1].
Наиболее эффективной для получения подобного рода деталей является осадка срединной части заготовки, позволяющая получать детали с достаточной точностью, практически без потерь материала. Вместе с тем, повышается производительность, а получаемые изделия имеют более высокие прочностные характеристики и износостойкость за счет упрочнения материала.
Задачей теоретического исследования является моделирование формообразования утолщений осадкой заготовки подвижным пуансоном с одновременным изменением зазора между пуансоном и матрицей.
Для оценки влияния геометрических размеров заготовки, степени деформации на силовые характеристики процесса набора утолщений на стенках трубчатых заготовок были проведены экспериментальные исследования по осадке трубчатых заготовок из алюминиевого сплава АО!.
