Cylindrical cavity in a layer of solid explosives: dynamics of collaps on impact, critical conditions for explosion

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A numerical and analytical solution has been carried out for the hydrodynamic problem of the collapse of a cylindrical cavity in a freely spreading layer of solid explosive upon impact. Based on the results of calculations of the conditions for the initiation of HMX-type explosive charges, the critical impact parameters, geometric and physical-mechanical characteristics of the layer and the properties of the gas cavity were determined. The dual role of gas in the cavity was established, in some cases facilitating or preventing the process of explosion occurrence.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Dubovik

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: a-dubovik@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. F.P. Bowden, A.F. Ioffe. Initiation and Growth of Explosion in Solids and Liquids (Cambridge University Press, 1952).
  2. N.A. Kholevo. Sensitivity of Explosives to Iimpact (Mashinostroenie, Moscow, 1974) [in Russian].
  3. K.K. Andreev, A.F. Belyaev. Theory of Explosives (Oborongiz, Moscow, 1960) [in Russian].
  4. G.T. Afanasyev, V.K Bobolev. Initiation of Solid Explosives by Impact (Nauka, Moscow, 1968) [in Russian].
  5. B.A. Khasainov, A.V. Attetkov, A.A. Borisov. Khimicheskaya Fizika 15(7), 103 (1996).
  6. E.I. Andriankin, V.K. Bobolev, A.V Dubovik. Applied Mechanics and Technical Physics, 6, 98 (1970).
  7. A.A. Ilyushin. Plasticity (OGIZ, Moscow, 1948) [in Russian].
  8. N.B.Vargaftik. Handbook on the Tthermophysical Properties of Gases and Liquids (Nauka, Moscow, 1972) [in Russian].
  9. L.M. Kachanov. Fundamentals of the Theory of Plasticity (Nauka, Moscow, 1969) [in Russian].
  10. G.I. Nazin, B.L. Korsunskiy, A.I. Karasev, A.V, Nabatova, N.G. Samoilenko. Russ. J. Phys. Chem. B 17(2), 406 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123020124
  11. A.V. Dubovik. Russ. J. Phys. Chem. B 17(2), 369 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123020057.
  12. V.N. Marshakov and V.G. Krupkin. Russ. J. Phys. Chem. B 17(2), 388 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123020100
  13. A.V. Dubovik. Russ. J. Phys. Chem. B 16(2), 260 (2022). https://doi.org/10.1134/S1990793122020051

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic diagram of the arrangement of the gas cavity (1) in the TB layer (4) between the striker (2) and the anvil (3) in a device with free outflow of the substance. Here r, z are the axes of the cylindrical coordinate system; R is the radius of the striker; w is the impact velocity; h0, h and 0,  are the initial and current layer thickness and cavity radius, respectively; u is the radial flow velocity; s is the current position of the neutral line.

Download (60KB)
3. Fig. 2. Stress and pressure profiles in the TBB layer: 1 – z, 2 – r, 3 – ϕ, 4 – pressure p. The gas cavity is located in the interval  = [0, 0.2].

Download (63KB)
4. Fig. 3. Axial stress profiles in a layer with a cavity of diameter 2 mm (1), 1 mm (2), 0.1 mm (3), 0.01 (4), 0.001 mm (5).

Download (60KB)
5. Fig. 4. Dependence of the ultimate compression pressure of the layer (P0 reduced to τ0) on the layer thickness = h/h0 (axis on the right) (1) and the cavity radius  = a/a0 (axis on the left) (2).

Download (41KB)
6. Fig. 5. Dynamics of the parameters of a collapsing cavity with a0 = 0.5 mm, h0 = 1 mm: 1 – radius a/a0, 2 – neutral line q/q0, 3 – layer thickness h/h0, 4 – wall velocity 0.03V m/s, 5 – wall temperature Ta /T0, 6 – gas temperature Tg /T0, 7 – amount of explosion products .

Download (76KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».