Большая Советская Энциклопедия (ВЗ)

Большая Советская Энциклопедия

При распространении В. в. в твердых средах ударный фронт сравнительно быстро исчезает, и В. в. превращается в ряд последовательных быстро затухающих колебаний, распространяющихся со скоростью упругих волн.

В. в. обладают свойством подобия. В соответствии с этим свойством при взрывах зарядов химического взрывчатого вещества одинаковой формы, но различной массы, расстояния, на которых максимальное давление во В. в. имеет одно и то же значение, относятся между собой как кубические корни из масс зарядов. В том же отношении изменяется интервал времени действия В. в. Например, если увеличить расстояния и интервал времени, приведённые на рис. 1 , в 10 раз, то такая В. в. будет соответствовать взрыву уже не 1 кг, а 1 т тринитротолуола (тротила).

В. в. имеет тенденцию к быстрой утрате особенностей, обусловленных природой взрыва, так что её последующее движение в основном определяется лишь величиной энергии, передаваемой окружающей среде. Благодаря этому обстоятельству В. в., порожденные в одной и той же среде взрывами разного типа, в основных чертах оказываются подобными, что позволяет ввести для характеристики взрывов так называемый тротиловый эквивалент .

Распространяющаяся В. в. затрачивает на нагревание среды вблизи очага взрыва значительную часть своей механической энергии. Например, на расстоянии 10 км воздушная В. в., порожденная взрывом 1000 т химического взрывчатого вещества, содержит примерно 10% первоначальной энергии взрыва, а при ядерном взрыве той же энергии — вдвое меньше (из-за бо'льших потерь на нагревание воздуха). Максимальное повышение давления в волне для указанных значений расстояния и энергии взрыва измеряется сотнями н/м² (тысячными долями кгс/см² ). На больших расстояниях В. в. представляет собой звуковую волну (или упругую волну в твёрдой среде).

Звуковые волны в атмосфере (или упругие волны в земной коре), порождённые взрывами достаточно большой энергии, могут быть зарегистрированы специальными приборами (микробарографами, сейсмографами и др.) на очень больших расстояниях. Например, при взрывах с энергией порядка 10¹³дж (несколько тысяч т тринитротолуола) волны регистрируются на расстояниях в нескольких тысяч км, а при энергиях взрывов ~ 10¹⁶дж (нескольких млн. т ) — практически в любой точке земного шара. На таких больших расстояниях В. в. представляет собой длинную последовательность колебаний атмосферного давления (или колебаний почвы — при подземных взрывах) очень низкой частоты (рис. 2 ).

Лит.: Расчет точечного взрыва с учетом противодавления, М., 1957; Седов Л. И., Методы подобия и размерности в механике, 4 изд., М., 1957; Ляхов Г. М., Покровский Г. И., Взрывные волны в грунтах, М., 1962; Губкин К. Е., Распространение взрывных волн, в сб.: Механика в СССР за 50 лет, т. 2, М., 1970.

К. Е. Губкин.

Запись колебаний атмосферного давления в воздушной волне на расстоянии 11 500 км от места взрыва с энергией 1016 дж. Волна пробегает такое расстояние примерно за 10 ч.

Изменение давления со временем в воздушной взрывной волне на расстояниях 1 м , 2,7 м и 11 м от центра взрыва сферического заряда тринитротолуола массой 1 кг .

Взрывная машинка

Взрывна'я маши'нка, подрывная машинка, переносный источник электрического тока для безотказного взрывания электродетонаторов . Различают магнитоэлектрические, динамоэлектрические и конденсаторные В. м. Наибольшее распространение получили конденсаторные В. м., в которых источником тока служит конденсатор-накопитель. Принцип действия конденсаторных В. м. заключается в относительно медленном (10—20 сек ) накоплении в конденсаторе электрической энергии, полученной от маломощного первичного источника тока, и в быстрой (несколько мсек ) отдаче запасённой конденсатором энергии во взрывную сеть в момент производства взрыва. В зависимости от первичного источника тока, расположенного внутри В. м., они подразделяются на индукторные (с небольшими генераторами), аккумуляторные (с небольшими герметизированными аккумуляторами) и батарейные (с миниатюрными гальваническими батареями). По исполнению внешнего корпуса В. м. подразделяются на взрывобезопасные, не вызывающие взрыва метановоздушных смесей, и обычные, предназначенные для условий, не опасных по газу или пыли. В классе конденсаторных взрывобезопасных В. м. в СССР в конце 50-х гг. разработана и применена высокочастотная В. м., в которой электрический ток конденсатора при помощи электронной лампы преобразуется в ток высокой частоты, обеспечивающий искробезопасность. В. м. рассчитаны, как правило, на работу в температурном режиме от —10°С до 30°С. В. м. широко применяются в промышленных взрывных работах и в военном деле.

Лит.: Лурье А. И., Электрическое взрывание зарядов, 2 изд., М., 1963.

В. Г. Афонин.

Взрывная сварка

Взрывна'я сва'рка, сварка взрывом, способ сварки, основанный на использовании энергии взрыва. Привариваемая (метаемая) деталь располагается под углом (см. рис. ) к неподвижной детали (мишени). При соударении деталей от взрыва образуется кумулятивная струя металла (см. Кумулятивный эффект ), распространяющаяся по поверхности деталей, вследствие чего происходит совместная пластическая деформация обеих деталей и они свариваются. Взрывчатое вещество, чаще всего применяемое для В. с., — аммонит, массу которого берут равной массе метаемой детали. Способом В. с. соединяют разные по массе (от нескольких г д о нескольких т ) детали из разнородных металлов, в том числе нержавеющих сталей, цветных металлов, тугоплавких сплавов и др.

Лит.: Сварка взрывом, «Сварочное производство», 1962, № 5; Райнхарт Дж. С., Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов, пер. с англ., М., 1966.

Схема взрывной сварки: 1 — неподвижная деталь (мишень); 2 — подвижная (метаемая) деталь; 3 — опорная плита; 4 — заряд; 5 — детонатор.

Взрывное упрочнение металла

Взрывно'е

упрочне'ние мета'лла, изменение механических свойств металла под действием ударной волны путём его деформации (см. также ст. Упрочнение ). В качестве самостоятельного процесса В. у. м. известно с начала 50-х гг. 20 в. Ударная волна в металле возникает в результате взрыва контактного заряда взрывчатого вещества. В. у. м. происходит также как побочный эффект при штамповании и сварке взрывом. Ударная волна в 10—50 Гн/м² (100—500 тыс. кгс/см² ) вызывает большие скорости деформации металла при высоком уровне напряжения, что приводит к интенсивному развитию пластических сдвигов в микрообъёмах (см. Дислокации , Дефекты металлов ). При этом плотность дефектов и, следовательно, упрочнение оказываются значительно большими, чем при деформации в обычных условиях (т. е. при невысокой скорости деформации). Качество упрочнения зависит от давления на фронте ударной волны и свойств металла. При В. у. м. твёрдость и прочность увеличиваются, пластичность и ударная вязкость уменьшаются. Например, в высокомарганцовистой стали Г13Л ударные волны 20 Гн/м² (200 тыс. кгс/см² ) повышают твёрдость с 200—220 до 300—350 НВ, предел прочности с 6,0 до 10,0 Мн/м² . и уменьшают ударную вязкость с 1700 до 950 кдж/м² , относительное удлинение при разрыве с 15 до 7%. Основные особенности В. у. м. — малое остаточное изменение размеров упрочняемого изделия (до 2—5% в зависимости от технологии) и большая глубина, на которой осуществляется изменение свойств материала (до 50—100 мм , в зависимости от высоты заряда или толщины ударяющей пластины). В. у. м. используется для увеличения износостойкости сердечников ж.-д. крестовин, зубьев ковшей экскаваторов, щёк и молотков дробилок, вкладышей подшипников и т.д. Срок службы деталей, упрочнённых взрывом, увеличивается в 1,5—2 раза. Взрывная деформация может быть предварительной операцией для последующего изменения структуры металла отжигом.

Лит.: Райнхарт Дж. С. и Пирсон Дж., Поведение металлов при импульсных нагрузках, пер. с англ., М., 1958; Дерибас А. А., Матвеенков Ф. И., Соболенко Т. М., Упрочнение взрывом высокомарганцовистой стали Г13Л, «Физика горения и взрыва», 1966, № 3; Response of metals to high velocity deformation, v. 9, N. Y., 1960.

А. А. Дерибас, Т. М. Соболенко.

Взрывное штампование

Взрывно'е штампова'ние, штампование металлов, главным образом листовых, при котором давление создаётся энергией взрыва бризантного взрывчатого вещества, пороха или газовой смеси через передающую (промежуточную) среду. Принципиальное отличие В. ш. от обычного — в мгновенном (мсек и мксек ) приложении к деформируемому металлу больших механических напряжений, значительно превышающих предел упругости данного металла. Качество изделий по точности и физико-механическим свойствам не уступает, а часто и превосходит качество изделий, отштампованных на прессах. В. ш. предложено в Харьковском авиационном институте в 40-х гг., а в середине 50-х гг. широко применялось при изготовлении крупногабаритных деталей ракет и самолётов. Различают несколько видов установок для В. ш.: через жидкую передающую среду, чаще всего воду (рис. 1 ); через газовую среду; в атмосфере разреженного газа или в вакуумной камере. Материалом для штампов (матриц) при мелкосерийном производстве деталей с помощью взрывчатых веществ служат мягкие стали, алюминий, цинк, пластмассы, армобетон и др. материалы; при крупносерийном производстве штампы изготовляют из обычных штамповых и инструментальных сталей. Простейшая установка для В. ш. представляет собой углублённый в землю железобетонный с металлической облицовкой бассейн с водой. Матрица с расположенным над ней зарядом полностью погружается в воду и производится взрыв.

В. ш. в бассейнах сопряжено с рядом недостатков, препятствующих его широкому распространению (необходимо каждый раз или опускать в воду многотонную матрицу, или откачивать воду из бассейна, а потом наполнять его вновь; выплеск воды силой взрыва и сейсмические колебания грунта затрудняют В. ш. в бассейнах внутри зданий и вынуждают чаще всего производить его на открытых полигонах). Этих недостатков лишено безбассейновое В. ш., выполняемое в подвижных (рис. 2 ) или стационарных камерах; вода находится только между зарядом и заготовкой, а остальное пространство бронекамеры заполнено воздухом, значительно ослабляющим ударную волну. В микробассейн с водой, образованный прижимным кольцом, укладывается плоский заряд бризантного взрывчатого вещества. В торцевых стенках бронекамеры сделаны вырезы, и в момент взрыва они закрываются неподвижными стенками, укреплёнными на фундаменте с помощью контрфорсов. Вырезы в торцевых стенках дают возможность одной бронекамерой обслужить два и более рабочих места, экономя площадь цеха. Безбассейновое В. ш. — перспективный процесс, позволяющий снизить трудоёмкость изготовления деталей по сравнению со штампованием на прессах до 10 раз, в 20 раз уменьшить капитальные затраты и резко сократить сроки организации производства. В. ш. каждой детали может производиться крупными зарядами за один взрыв (так называемое одноимпульсное В. ш.), серией малых зарядов (так называемое многоимпульсное В. ш.). Многоимпульсное В. ш. иногда осуществляется автоматически, с подачей зарядов из специального подающего бункера.

Лит.: Пихтовников Р. В., Завьялова В. И., Штамповка листового металла взрывом, М., 1964; Степанов В. Г., Шавров И. А., Импульсная металлообработка в судовом машиностроении, Л., 1968.

Р. В. Пихтовников.

Схема штампования в воде: 1 — заготовка; 2 — матрица; 3 — ёмкость с водой; 4 — заряд взрывчатого вещества.

Подвижная бронекамера для безбассейнового штампования взрывом: 1 — крышка; 2 — корпус; 3 — автомобильные колеса; 4 — уголковые рельсы; 5 — фундамент; 6 — металлический лист; 7 — матрица; 8 — плоский заряд взрывчатого вещества; 9 — микробассейн с водой.