На рисунке 1 показаны образец после ударного взаимодействия со сферическим ударником и поперечный срез сформировавшегося кратера. На рисунке 2 показаны 3D постановка задачи и результат сравнения профилей кратера, полученных в эксперименте и расчете. Результаты численного эксперимента показывают, что предложенная авторами модель прямого численного моделирования гетерогенного материала, построенная на основе случайного распределения заданного числа материалов, позволяет пересказывать отклик неоднородной среды, как по механическим свойствам, так и по прочностным параметрам.
Ответственные исполнители: акад. Фомин В.М., к.ф.-м.н. Краус Е.И., к.ф.-м.н. Шабалин И.И.
1. Предложены новые схемы газогенератора с проточной газификацией легкоплавких углеводородных горючих и реактивного двигателя с новым газогенератором. Экспериментально определены количественные характеристики процесса газификации легкоплавкого горючего (полипропилена) в потоке низкотемпературного (атмосферного) воздуха. Показана принципиальная возможность реализации предложенных схем.
Аннотация
Существующие и разрабатываемые двигатели на твердом топливе используют газогенераторы, где происходит начальное горение твердого топлива с пониженным содержанием окислителя. Низкое содержание окислителя создает проблемы при горении топлива в газогенераторе.
В ИТПМ СО РАН предложена новая схема газогенератора с проточной газификацией легкоплавких углеводородных горючих. В развитие этой схемы предложена новая схема двигателя с проточным газогенератором легкоплавкого горючего (рис. 1), где в качестве несущего газа используется набегающий поток атмосферного воздуха с температурой ниже требуемой температуры газификации (например, для газификации полипропилена требуется температура не менее 600 К).
Создана установка и выполнены систематические исследования количественных характеристик процесса газификации полипропилена в потоке низкотемпературного (300 К) воздуха. После начального воспламенения в газогенераторе происходит повышение температуры за счет горения кислорода поступающего воздуха, обеспечивая выход продуктов газификации ПП, пригодных для дальнейшего использования в качестве горючего. Типичные результаты экспериментов показаны на рис. 2.
Результаты работы могут быть использованы при создании новых двигателей на твердом топливе, а также установок для переработки пластмассовых бытовых отходов.
|
|
Рис. 1. Схема двигателя с газогенератором легкоплавкого углеводородного горючего |
Рис. 2.
а) Температура потока на входе и выходе газогенератора
б) Выход продуктов газификации ПП
|
Ответственный исполнитель: г.н.с., д.т.н. Звегинцев В.И.
2. Разработан способ лазерной сварки пористых материалов с использованием компенсирующих материалов в виде вставок из соответсвующих компактных (непористых) металлов с одновременном добавлением в зону плавления нанопорошков тугоплавких соединений. За счет добавки нанопорошковых материалов в зону сварки введены в виде композиционных порошковой проволоки или клевой суспензии достигается повышение качества сварных соединений и увеличение прочности на разрыв и изгиб.
Аннотация
Пористые материалы, в том числе пеноматериалы, называют материалами будущего. Это связано с их уникальными физико - механическими свойствами прежде всего легкостью и высокой удельной прочностью, а также высокими тепло- шумо- и ударозащитными характеристиками. Они способны поглощать большое количество энергии при сохранении низкого уровня напряжения. Существенным фактором, который препятствует широкому применению пористых металлов является проблема получения качественных, прочных неразъемных соединений. Предложенный способ лазерной сварки пористых металлов с применением промежуточной вставки из непористого металла с использованием наномодифицирующих добавок позволяет получать качественое неразъемное соединеие с повышенными значениеями прочности на изгиб и растяжение (выше прочности основаного металла.
Рис. 1. Морфология сварных швов пористого титана (а) стали (б) с использованием компактной вставки
Рис. 2. Прочность на изгиб сварных соединений и основного металла; а – титан, б – сталь;
1 – сварное соединение без НП, 2 – сварное соединение с добавкой НП (TiN + Ti),
3 – основной металл
Ответственный исполнитель: д.ф.-м.н. Черепанов А.Н.