Рубрика: Структура

Исследования проводятся на полигоне ФИЦ ПХФ и МХ РАН

Взрывная площадка павильона позволяет проводить круглогодичные взрывные эксперименты с зарядами ВВ весом до 30 кг. Она оснащена следующим уникальным оборудованием:

1. Взрывозащищенным оборудованным павильоном с силовым электропитанием и автономным водоснабжением.

2. Взрывным полем площадью более 2000 м2, которое позволяет экспериментально определять работоспособность ВВ по параметрам воздушных и сейсмических ударных волн, а также воронке выброса грунта заглубленных зарядов.

3. Уникальной электромагнитной установкой, позволяющей определять скорость детонации, профиль массовой скорости и показатель политропы продуктов взрыва, давление детонации в гетерогенных ВВ, в том числе с крайне низкой детонационной способностью.

4. Бассейном объемом 12 м3 для проведения взрывных экспериментов в водной среде.

МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Одновременное определение нескольких параметров детонации во взрывчатых веществах с различными составами и физической структурой при массе заряда до 20 кг с использованием электромагнитного метода.

2. Высокоскоростная фоторегистрация при массе заряда до 30 кг

Методики оценки взрывоопасности конденсированных веществ

1. Стандартные методы оценки взрывоопасности, рекомендованные ООН и ЕС

• Испытания Серии 3 для оценки возможности обращения с взрывоопасным веществом.
• Испытания Серии 5 для оценки возможности отнесения вещества к классу 1.5.
• Испытания Серии 6 для оценки возможности исключения опасных веществ из класса 1.
• Испытания Серии 8 для оценки возможности отнесения эмульсий к классу 5.1.
• ЕС DRT тест для оценки взрывоопасности удобрений с большим содержанием нитрата аммония.

2. Стандартные методы проведения контрольных испытаний в соответствии с требованиями Технического Регламента Таможенного Союза (ТР ТС 028/2012)

ПОКАЗАТЕЛЬ

1. Чувствительность к удару

2. Чувствительность к трению

3. Тротиловый эквивалент (расчет)

4. Критический диаметр детонации

5. Минимальный инициирующий импульс

6. Термическая стойкость

7. Удельное объёмное электрическое сопротивление

8. Объем вредных газов в продуктах взрыва (расчет)

9. Критическая плотность

10. Скорость детонации

11. Совместимость с конструкционными материалами

12. Водоустойчивость

13. Передача детонации между патронами

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

1. Сравнительная оценка работоспособности взрывчатых веществ по воронке выброса в грунте (сосредоточенные и траншейные заряды)

2. Оценка работоспособности взрывчатых веществ в водной среде по импульсу и профилю давления ударной волны в воде

3. Оценка детонационной способности промышленных взрывчатых веществ при повышении давления, имитирующих условиях глубоких скважин

4. Оценка тротилового эквивалента по импульсу и профилю давления ударной волны в воздухе

ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ

АТТЕСТАЦИЯ ОБРАЗЦОВ ПЕРЕД ИСПЫТАНИЯМИ

КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРИИ

Исследования ведутся методами физики и механики ударных волн в материалах и основываются на измерениях и анализе структуры упругопластических волн ударного сжатия и их эволюции по мере распространения в материале.

1. Исследования температурно-скоростных зависимостей сопротивления деформированию и разрушению [1…6] конденсированных сред:

• измерения эволюции упругопластических ударных волн;
• измерения затухание упругого предвестника
• определение скорости пластической деформации;
• определение температурных зависимостей динамических пределов текучести;
• ступенчатое ударное сжатие;
• оценка динамического предела текучести ударно-сжатых материалов;

2. Исследование динамической прочности материалов путем анализа «откольных» явлений [6, 7];

3. Исследование полиморфных превращений и фазовых переходов при ударном сжатии [8, 9] (металлы, графиты и т.д.);

4. Исследование ударно-волнового сжатия и разрушения высокотвердых хрупких материалов (стекла, керамика, сапфиры и т.д.) [10, 11]. Волны разрушения [12];

5. Исследование динамической прочности бетонов на сжатие и растяжении при плоском ударном нагружении [13, 14];

6. Исследование ударной сжимаемости (ударные адиабаты) [15].

Особое внимание уделяется исследованиям влияния структурных факторов на динамические свойства материалов. К структурным факторам мы относим: размер зерен, текстуру, дислокации, двойники, термическая обработка, различные пластические деформаций и т.д.

ПУБЛИКАЦИИ

[1]. Kanel, G. I., Garkushin, G. V., Savinykh, A. S., Razorenov, S. V., Paramonova, I. V., Zaretsky, E. B. (2022). Effect of small pre-strain on the resistance of molybdenum [100] single crystal to high strain rate deformation and fracture. / Journal of Applied Physics, 131(9).

[2]. Канель, Г. И., Разоренов, С. В., Гаркушин, Г. В., Павленко, А. В., Малюгина, С. Н. (2016). Изменение кинетики ударно-волнового деформирования и разрушения титана BT1-0 в результате отжига. / Физика твердого тела, 58(6), 1153-1160.

[3]. Гаркушин, Г. В., Канель, Г. И. Разоренов, С. В. (2012). Высокоскоростная деформация и разрушение магниевого сплава Мa-2 в условиях ударно-волнового нагружения. / Физика твердого тела, 54 (5), 1012-1018.

[4]. Савиных, А. С., Гаркушин, Г. В., Разоренов, С. В. (2022). Влияние малых предварительных деформаций и начальной температуры на сопротивление высокоскоростному деформированию армко-железа в ударных волнах и волнах разрежения. / Журнал экспериментальной и теоретической физики, 161(6), 825-832.

[5].Kanel, G. I., Savinykh, A. S., Garkushin, G. V., Razorenov, S. V. (2020). Effects of temperature and strain on the resistance to high-rate deformation of copper in shock waves. / Journal of Applied Physics, 128(11).

[6]. Kanel, G. I. (2010). Spall fracture: methodological aspects, mechanisms and governing factors. / International journal of fracture, 163, 173-191.

[7]. Канель, Г. И., Савиных, А. С., Гаркушин, Г. В., Разоренов, С. В. (2015). Динамическая прочность расплавов олова и свинца. / Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, 102(8), 615-619.

[8]. Савиных, А. С., Канель, Г. И., Разоренов, С. В. (2007). Влияние структурного состояния графита на параметры и кинетику превращения в алмаз при ударном сжатии. / Физика твердого тела, 49 (11), 2083-2087.

[9]. Bezruchko, G. S., Razorenov, S. V., Kanel, G. I., & Fortov, V. E. Influence of temperature upon the α→ ω transition in titanium. / In AIP Conference Proceedings. Vol. 845, No. 1, pp. 192-195.

[10]. Савиных A.С., Mandel K., Разоренов С.В., Kruger L. (2018). Влияние содержания кобальта на прочностные свойства керамики на основе карбида вольфрама при динамических нагрузках. / Журнал технической физики, 88(3), 368-373.

[11]. Kanel, G. I., Nellis, W. J., Savinykh, A. S., Razorenov, S. V., Rajendran, A. M. (2009). Response of seven crystallographic orientations of sapphire crystals to shock stresses of 16–86 GPa. / Journal of Applied Physics, 106(4).

[12]. Kanel, G. I., Bogatch, A. A., Razorenov, S. V., Chen, Z. (2002). Transformation of shock compression pulses in glass due to the failure wave phenomena. / Journal of Applied Physics, 92(9), 5045-5052.

[13]. Savinykh, A. S., Garkushin, G. V., Kanel, G. I., Razorenov, S. V. (2017). Method of measurement of the dynamic strength of concrete under explosive loading. / International Journal of Fracture, 209, 109-115.

[14]. Savinykh, A. S., Garkushin, G. V., Kanel, G. I., & Razorenov, S. V. (2019). Compressive and tensile strength of steel fibrous reinforced concrete under explosive loading. / International Journal of Fracture, 215, 129-138.

[15]. Черепанов И.А., Савиных А.С., Гаркушин Г.В., Разоренов С.В. (2023) Откольная прочность поликарбоната при температурах 20−185oC. / Журнал технической физики, 93 (5), 666-672.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ

1. Генерация плоских ударных волн с помощью взрывных устройств или пневматической пушки калибром 50 мм. Параметры экспериментов:

• интенсивность импульсов сжатия 50 Мпа до 100 ГПа
• длительность импульсов 10^-5 – 10^-8 с.
• температура от -196^oС до 700^oС

2. Непрерывная регистрация кинематических параметров в ударно-сжатых образцах с помощью лазерного допплеровского измерителя скорости с временным разрешением 1 нс и пространственным разрешением 0.1 мм

КНИЖНЫЕ ИЗДАНИЯ ЛАБОРАТОРИИ

[1] Канель, Г. И., Разоренов, С. В., Уткин, А. В., Фортов, В. Е. (1996). Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 408, 11.

[2] Kanel, G. I., Razorenov, S. V., Fortov, V. E. (2004). Shock-wave phenomena and the properties of condensed matter. Springer Science & Business Media.

[3] Antoun, T., Seaman, L., Curran, D. R., Kanel, G. I., Razorenov, S. V., Utkin, A. V. (2006). Spall fracture. Springer Science and Business Media.

[4] Канель, Г. И., Разоренов, С. В., Уткин, А. В., & Фортов, В. Е. (2008). Экспериментальные профили ударных волн в конденсированных веществах.

[5] Канель, Г. И. (2018). Ударные волны в физике твердого тела. М.: Физматлит.