فهرست مطالب

مواد پر انرژی - سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 35، پاییز 1396)

فصلنامه مواد پر انرژی
سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 35، پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/10/07
  • تعداد عناوین: 7
|
  • شبیه سازی و مطالعه پنجره جوشکاری اتصال سه لایه انفجاری آلومینیوم AA5083-AA1050 به فولاد کربنی
    محمدرضا خانزاده قره شیران*، حمید بختیاری، مهران سیدی، حمیدرضا احمدی صفحات 139-152
    در این پژوهش تاثیر فاصله توقف و ضخامت ماده منفجره بر خواص فصل مشترک اتصال انفجاری سه لایه AA 5083-AA1050-AISI 1515 توسط نرم افزار آباکوس نسخه 9/6 بررسی شده است . جهت شبیه سازی رفتار ورقها از معادله جانسون کوک و جهت بررسی رفتار ماده منفجره از معادله حالت ویلیامز بورگ استفاده شده است. نتایج شبیه سازی و محاسبات نشان داد که با افزایش فاصله توقف در بار انفجاری ثابت و یا با افزایش بار انفجاری در فاصله توقف ثابت سرعت حرکت صفحه پرنده، صفحه واسط و زاویه دینامیکی برخورد افزایش یافته است. مکان یابی آزمون ها در پنجره جوشکاری انفجاری نشانگر قرارگیری کلیه آزمون ها در محدوده جوش پذیری بوده است. ایجاد ترکیبات بین فلزی ترد و مناطق ذوب موضعی در مجاورت گردابه امواج باعث افت استحکام شده است
    کلیدواژگان: جوشکاری انفجاری، شبیه سازی، فاصله توقف، ترکیبات بین فلزی، اتصال سه لایه
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • یک روش نوین و کارآمد جهت سنتزترکیب 1و4- بوتان دی ال به عنوان عامل گسترش دهنده زنجیره
    نگار ذکری، رضا فارغی علمداری *، حسن حذرخانی صفحات 153-158

    هدف از انجام این تحقیق سنتز عامل گسترش دهنده زنجیره[1] 1و4- بوتان دی ال(BDO)، یکی از ترکیبات مورد استفاده در پیشرانه جهت افزایش خواص مکانیکی، می باشد. دراین تحقیق روشی جدید و کارآمد برای سنتزBDO با استفاده از ماده اولیه 2- برومواتانول ارائه شده است. برای انجام این کار ایتدا گروه هیدروکسیل ترکیب 2- برومواتانول توسط واکنشگر تری فنیل متیل کلرید (تریتیل کلرید) محافظت شد. سپس در حضور منیزیم ترکیب گرینیارد مربوطه سنتز شد تا با مقدار هم اکی والان از ترکیب 2- تریتیل اکسی برومواتان ترکیب شود. در نهایت محافظت زدایی گروه های هیدروکسیل در حضور کاتالیزور سریم آمونیوم نیترات (CAN) منجر به سنتز محصول 1و4- بوتان دی ال با بازده 93% گردید. در این پژوهش مواد حدواسط و محصول سنتز شده با استفاده از آنالیزهای طیف بینی IR و HNMR شناسایی شدند. در دسترس بودن مواد اولیه، بازده و خلوص بالای محصول و استفاده از شرایط ملایم دمایی و فشاری از مزایای روش سنتز BDO در این تحقیق می باشند.

    کلیدواژگان: گسترش دهنده زنجیره، BDO، تریتیل کلرید، سریم آمونیوم نیترات، گروه محافظت کننده
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • مدل سازی و راهکار عملی کاهش مهاجرت نیتروگلیسیرین (NG)در پیشرانه های جامد دوپایه
    علیرضا زارعی*، مصطفی رودگر آملی، مریم انصاری صفحات 159-168
    پیشرانه های دو پایه متشکل از دو جز اصلی نیتروسلولز و نیتروگلیسیرین بوده و مهاجرت نیتروگلیسیرین از داخل پیشرانه به سطح، یکی از مشکلات اساسی این نوع پیشرانه ها می باشد. در اثر این پدیده نامطلوب، بدلیل ایجاد ناهمگنی نیتروگلیسیرین در ماتریکس پیشرانه در طول انبارداری، علاوه بر کاهش ایمنی، خواص بالستیکی بشدت تغییر خواهد کرد. بنابراین، ارائه یک مدل مناسب برای پیش بینی میزان مهاجرت در طول انبارداری و همچنین راه کارهای عملی در کاهش مهاجرت نیتروگلیسیرین، از موضوعات مورد علاقه متخصصان پیشرانه بشمار می رود. در مدل سازی مهاجرت، می توان با استفاده از معادلات حاکم بر پدیده نفوذ، مقادیر ضریب نفوذ، دیاگرام های میزان نیتروگلیسیرین مهاجرت کرده برحسب زمان و پراکندگی نفوذ در سطح و عمق عایق و جرم مهاجرت کرده در زمان تعادل را تعیین نمود. یکی از راه کار های کاهش مهاجرت، استفاده از عایق های برپایه پلی استر غیراشباع اصلاح شده حاوی پرکننده های معدنی می باشد. به همین منظور، در این کار تحقیقاتی، ابتدا چندین عایق پلی استر غیراشباع در حضور پرکننده های معدنی سنتز شده و میزان نفوذ نیتروگلیسیرین در آنها از طریق آزمون غوطه وری، مدل سازی گردیده و ضرایب نفوذ محاسبه گردید. نتایج نشان داد که عایق پلی استر غیراشباع اصلاح شده دارای ضریب نفوذ cm2 /s4-10×027/1 بوده است، که در حضور آلومینا تری هیدرات بعنوان یک پرکننده معدنی، ضریب نفوذ به cm2 /s6-10×777/6 کاهش یافت. همچنین میزان جرم نسبی مهاجرت کرده ی در زمان بی نهایت برای عایق مورد نظر 4622/6 و در حضور پرکننده معدنی به مقدار 469/2 کاهش یافت. بنابراین، می توان با حضور پرکننده در ماتریکس عایق پیشرانه، نفوذ نیتروگلیسیرین را به میزان قابل توجه ای کاهش داد، که نتیجه آن، افزایش ایمنی و بهبود در طول عمر پیشرانه خواهد بود.
    کلیدواژگان: پیشرانه جامد، عایق، مهاجرت، پلی استرغیراشباع، نیتروگلیسیرین، پرکننده معدنی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بسط نظریه گسترش حفره برای نفوذ دراهداف بتنی سوراخدار و آسیب دیده
    ناصر دشتیان گرامی، غلامحسین لیاقت *، غلامحسین رحیمی شعرباف مقدس، نجمه خضراییان صفحات 169-178
    در این مقاله فرآیند نفوذ پرتابه های انرژی جنبشی در اهداف بتنی سوراخدار و آسیب دیده با استفاده از روش های تئوری و عددی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. مدل های تحلیلی موجود در این خصوص محدود بوده و محققین کمی به این موضوع پرداخته اند. از جمله مدل های نیمه تحلیلی مدل تلند است که بر اساس تئوری گسترش حفره برای نفوذ در اهداف بتنی سوراخ دار استخراج شده است. این مدل توسط پارامترهایی مانند اثرات حفره جلویی، اثرات اصطکاک و آسیب اصلاح گردیده است، که هدف از آن دستیابی به یک مدل دقیق و کارآمد جهت بکارگیری در طراحی و تحلیل پرتابه های دو مرحله ای بوده است. نتایج مدل تحلیلی اصلاحی برای تعیین و ارزیابی عمق نفوذ در مقایسه با نتایج تجربی و نیز نتایج شبیه سازی عددی که با استفاده از نرم افزار AUTODYN صورت پذیرفته است از دقت بسیار بهتری نسبت به مدل مبنا برای اهداف سوراخدار برخوردار می باشد. از نکات قابل توجه در این تحقیق بسط یک مدل تئوری برای ارزیابی عمق نفوذ در اهداف بتنی آسیب دیده و شبیه سازی نفوذ در این گونه اهداف و مقایسه نتایج با یکدیگر می باشد
    کلیدواژگان: عمق نفوذ، پرتابه انرژی جنبشی، بتن سوراخدار، بتن آسیب دیده، تئوری گسترش حفره
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • سنتز 1، 3، 5، 7-تترا استیل-1، 3، 5، 7-تترا آزاسیکلواکتان (TAT) از طریق استیل دار کردن 3، 7-دی استیل-1، 3، 5، 7-تترا آزا بی سیکلو-[3.3.1]-نونان (DAPT)
    خدیجه دیده بان *، محمد علی ذرعی، یدالله بیات، سید احمد میرشکرایی صفحات 179-186
    در این تحقیق یک روش نوین برای سنتز ترکیب 1، 3، 5، 7- تترا استیل اکتا هیدرو-1، 3، 5، 7-تترا آزوسین یا 1، 3، 5، 7-تترا استیل-1، 3، 5، 7-تترا آزاسیکلواکتان (TAT) از استیل دار کردن 3، 7-دی استیل-1، 3، 5، 7-تترا آزا بی سیکلو-]3.3.1[-نونان (DAPT) با استفاده از استیک انیدرید و سدیم استات به عنوان کاتالیزور استفاده شده است. این واکنش تحت شرایط مختلف دما، زمان و غلظت مواد اولیه بررسی شده است. مزایای این روش، شامل حذف محصولات جانبی نظیر 1، 3، 5-تری استیل-1، 3، 5-تری آزا سیکلوهگزان (TRAT)، امکان بازیافت حلال از پساب تولیدی، راحتی فرایند و بازده بالا می باشد و همچنین به دلیل به دست آمدن محصول خالص نیازی به خالص سازی بیشتر محصول نیست.
    کلیدواژگان: سنتز، TAT، DAPT، استیل دار کردن، استیک انیدرید
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • تهیه الکترود یون گزین بر پایه پلی وینیل کلرید برای اندازه گیری دی متیل آمینو اتیل کلراید هیدروکلراید
    سعید بابایی*، شهرام قنبری پاکدهی صفحات 187-194
    دی متیل آمینو اتیل کلراید هیدروکلراید (DMC) ماده اولیه سوخت دی متیل آمینو اتیل آزید (DMAZ) است که جایگزینی مناسب برای مشتقات هیدرازینی در صنایع هوا فضا می باشد. در فرآیند تولید DMAZ (95% وزنی) مقداری از DMC واکنش نداده در پساب باقی می ماند که بدلیل سمیت و اثر خورندگی DMC، تعیین مقدار این ماده در پساب تولید DMAZ ضروری است. در این تحقیق یک الکترود یون گزین برای اندازه گیری DMC بر پایه یونوفر دیترانول ساخته شد. پارامترهایی مانند ترکیب درصد غشاء، اثر pH، زمان پاسخ دهی و گزینش پذیری الکترود بهینه سازی و مورد بررسی قرار گرفت. منحنی کالیبراسیون در شرایط بهینه نشان داد که الکترود ساخته شده برای اندازه گیری کاتیون DMC، در محدوده 8/4 - 4/4=pH دارای پاسخی با شیب نرنستی mV 34/0 ±2/57 در گستره غلظتی از 5-10×1/5 تا 2-10× 6/2 مولار در دمای oC 25 می باشد. حد تشخیص و تکرارپذیری (RSD% برای غلظت 3-10 مولار از DMC با 6 بار تکرار) این الکترود به ترتیب برابر M 5-10×8/5 و 61/0 درصد بدست آمد. در نهایت پس از بکارگیری این الکترود برای اندازه گیری DMC در نمونه های پساب تولید DMAZ، از روش یون کروماتوگرافی برای بررسی صحت نتایج استفاده گردید.
    کلیدواژگان: دی متیل آمینو اتیل کلراید هیدروکلرید، الکترود یون گزین، دی متیل آمینو اتیل آزید
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • اثر نرم کننده های مختلف بر خواص ماده منفجره زیرآبی PBXN-111
    احمد ملایی *، علی محمدی، سید امان الله موسوی ندوشن، جهانبخش ممبینی، مهدی صابریان صفحات 195-205
    PBXN-111 از جمله مواد منفجره پلاستیکی رایج است که به طور وسیع در سرجنگی انواع سلاح های دریایی مورد استفاده قرار می گیرد. این خرج بر پایه رزین HTPB بوده و به روش ریخته گری- پخت تهیه می شود. در فرمولاسیون این ترکیب از ایزودسیل پلارگونات (IDP) به عنوان نرم کننده استفاده می شود. با توجه به محدودیت هایی که در زمینه دسترسی به IDP وجود دارد، در این تحقیق اثرات جایگزینی دی اکتیل آدیپات (DOA) و دی اکتیل سباکات (DOS) بر روی خواصی چون دانسیته، استحکام کششی، درصد ازدیاد طول و سختی PBXN-111 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پارامترهای اندازه گیری شده برای همه نمونه ها در محدوده الزامات MIL-E-82902 قرار دارد. با جایگزینی نرم کننده، تغییر محسوسی در دانسیته و سختی PBXها ایجاد نمی شود. اما مقادیر استحکام کششی و کرنش به طور مشهودی بهبود یافته و در نمونه PBX با نرم کننده DOS به ترتیب تا psi 6/100 و 2/21 درصد افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: نرم کننده، PBXN-111، ایزودسیل پلارگونات، دانسیته، خواص مکانیکی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Simulation and Welding Window of Three Layers Explosively Bonded AA5083 and AA1050 Aluminum Alloys to Carbon Steel
    Mohammadreza Khanzadeh Gharahshiran *, Hamid Bakhtiari, Mehran Seyedi, Hamidreza Ahmadi Pages 139-152
    In this research, the effect of standoff distance and explosive material thickness on the Interface properties of three layers explosively bonded AA5083 and AA 1050 aluminum alloys to carbon steel by ABAQUS version 6.9 finite element software was investigated. For the simulation, Johnson cook equation and Williams Burg equation was used for the simulation of plates and explosive materials behaviors respectively. The simulation results showed that in the constant explosive ratio by increasing the standoff or in the constant standoff by increasing the explosive ratio, flyer and interlayer plates velocities and also dynamic collision angle increased. All the experiments placed in the welding windows properly. Interface strength decreased by formation of brittle intermetallic compounds and locally melted zones at the front of vortices.
    Keywords: Explosive welding, Simulation, Standoff distance, Intermetallic compound, three layers joint
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • A New and Efficient Method for the Synthesis of 1,4-Butanediol as Chain Extender
    N. Zekri, R. Fareghi Alamdari*, H. Hazarkhani Pages 153-158

    The aim of this study is the synthesis of 1,4-butanediol (BDO), as chain extender, which is a component of the propellant for improving its mechanical properties. In this research a new and efficient method for the synthesis of BDO from 2bromoethanol has been reported. In roder to do this, first , the hydroxyl group of 2-bromoethanol was protected by triphenylmethyl chloride (TrCl). Then the corresponding grignard compound was synthesized in the presence of magnesium to react wth the equimolar amount of 2-trityloxy bromoethane. Finally deprotection of hydroxyl groups by cerium ammonium nitrate (CAN) resulted in the production of 1,4-butanediol in 93% yield. The intermediate compounds and the product of these reactions were characterized by FTIR and 1HNMR spectroscopies. Availability of the starting materials, high yield and purity of the product and mild reaction conditions are some advantages of the method.

    Keywords: Chain Extender, BDO, Trityl Chloride, Cerium Ammonium Nitrate Protecting Group
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Modeling and Practical Approach for Reduction of Nitroglycerin (NG) Migration in Double Base Solid Propellants
    A. Zarei *, M. Rodgar Amoli, M. Ansari Pages 159-168
    Double base propellant consists of two main components, nitrocellulose and nitroglycerin and nitroglycerin fickian diffusion from inter to surface of propellant, is the main problem of this type of propellants. Thus, providing a model for predicting migration during storage and also practical solutions in decreasing of nitroglycerine migration is one of the favorite subjects for propellant specialists. One of the ways to decrease migration, is using of modified inhibitor based on mineral unsaturated polyesters contain mineral fillers. Herein, at the first, several unsaturated polyester inhibitor in the presence of mineral filler (nano clay, modified nanoclay, silica, alumina trihydrates,15%, and alumina trihydrates, 30%) were synthesized and the influence of nitroglycerin was modeled by immersion test and the diffusion coefficients were calculated. The results showed that the modified unsaturated polyester inhibitor has a diffusion coefficient of 1.027×10-4 cm2/s that in the presence of alumina three hydrates as the mineral filler, the penetration coefficient decreased to 6.777×10-6 cm2/s. Also the relative migrated mass at the infinitive time to the mentioned inhibitor was 6.4622 and it is decreased to 2.469 in the presence of mineral filler. So, presence of filler in the inhibitor matrix, can significantly decreases nitroglycerin diffusion, increasing the safety and the lifetime of propellant .
    Keywords: Double Based Solid Propellant, Nitroglycerin, Migration, Unsaturated Polyester, Inorganic Fillers
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Extension of Cavity Expansion Theory to Penetration Process in Pre-Drilled and Damaged Concrete Targets
    N. Dashtian Gerami, G. H. Liaghat*, G. H. Rahimi Sharbaf Moghadas, N. Khazraiyan Pages 169-178
    Analysis of penetration in pre-drilled and damaged concrete targets is the main part of anti-structure tandem warhead researches. In this paper the penetration process of the KE projectiles is investigated in pre-drilled and damaged concrete targets by analytical and numerical method. In this research, it has been tried to modify the teland model for achieving an accurate and efficient analytical model for using in tandem warhead design, since there are little analytical models in this area. In the modified model the effect of front cavity, friction and damage is considered. Then the numerical simulation of the problem has been performed in AUTODYN code. The comparison between the results of modified analytical model and experimental data and numerical method show good agreement. Most significant achievement in this research, provide a modified model for determining penetration depth in pre-drilled and damaged concrete targets.
    Keywords: Penetration Depth, KE Projectile, Pre-Drilled Concrete, Damaged Concrete, Cavity Expansion Theory
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Synthesis of 1,3,5,7-Tetraacetyl-1,3,5,7-Tetraazacyclooctane (TAT) via Acetolysis of 3,7-Diacetyl-1,3,5,7-Tetraazabicyclo-[3.3.1]Nonane (DAPT)
    Kh. Didehban*, M. A. Zarei, Y. Bayat, S. A. Mirshokraei Pages 179-186
    In this study, a novel method to synthesis of 1,3,5,7-tetraacetyl octahydro-1,3,5,7-tetraazocine or 1,3,5,7-tetraacetyl1,3,5,7-tetraazacyclooctane (TAT) was used through acetolysis of 3,7-diacetyl-1,3,5,7-tetraazabicyclo-[3.3.1]nonane (DAPT) with acetic anhydride in the presence of sodium acetate as catalyst. Optimized reaction conditions were obtained by changing temperature, time and starting material concentrations. The advantages of this method are: elimination of byproducts such as 1,3,5-triacetyl-1,3,5-triazacyclohexane (TRAT), recoverable waste streams, easy process and high yield. Also, there is no need for further purification of the product as the reaction leads to the formation of the pure product.
    Keywords: Synthesis, TAT, DAPT, Acetolysis, Acetic Anhydride
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Preparation of Ion Selective Electrode Based on Poly Vinyl Chloride for Determination of Dimethyl Amino Ethyl Chloride Hydrochloride
    S. Babaee*, Sh. Ghanbari Pakdehi Pages 187-194
    Dimethyl amino ethyl chloride hydrochloride (DMC) is a primary substance of dimethyl amino ethyl azide (DMAZ) fuel that is a suitable alternative for hydrazine derivatives in aerospace industries. In production processes of DMAZ (95% wt.) some amounts of unreacted DMC remains in the wastewater that due to its toxicity and corrosivity effects, determination of this compound is essential. In this research, an ion selective electrode was manufactured based on poly vinyl chloride (PVC) containing dithranol ionophore. Parameters such as membrane composition, pH effect, response time and selectivity of the electrode were investigated and optimized. Calibration curve on optimized conditions showed that the made electrode after 45 seconds for DMC cation measuring, within pH= 4.2- 4.8 range, has been responded with Nernstian slope of 58.14±0.22 (mV/dec) for concentration range of 1.2×10−5 to 5.6×10−2 M at 25 ºC. Detection limit and repeatability (RSD% for 10 -3 M of DMC concentration with 6 replicate runs) of the electrode were obtained as 1.8 × 10 -6 and 2.04 percent respectively. Finally after applying of this electrode in wastewater of DMAZ production, ion chromatography method was used for the results comparison and validation.
    Keywords: Dimethyl Amino Ethyl Chloride Hydrochloride, Ion Selective Electrode, Potentiometry, Dimethyl Amino Ethyl Azid, Poly Vinyl Chloride
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Effect of Different Plasticizers on the Properties of PBXN-111Underwater Explosive
    A. Mollaei *, A. Mohammadi, S. A. Moosavi Nadooshan, J. Mombeini, M. Saberian Pages 195-205
    PBXN-111 is widely used as a common plastic bonded explosive in warhead of several navy weapons. This charge is based on HTPB resin and is prepared via cast-cure method. Isodecyl pelargonate (IDP) as inert plasticizer is commonly used in PBXN-111 formulation. Considering the limitations of IDP preparation, in this research the effects of applying dioctyl adipate (DOA) and dioctyl sebacate (DOS) - instead of IDP- on the density, tensile strength, elongation, hardness and glass transition temperature of PBXN-111 is investigated. Results indicated that the measured parameters for all samples are within the requirements specified in MIL-E-82902. It has also shown that this replacement has no perceptible effects on density and hardness of PBXs. But it caused to the tensile strength and elongation enhanced obviously and reached respectively to 100.6 psi and 21.2% in PBX sample containing DOS. Based on differential scanning calorimeter (DSC), glass transition and thermal stability of this sample are -90 °C and 202 °C respectively. This charge has vacuum thermal stability of 0.05 ml/g/48h, impact sensitivity of 12.5 N.m and friction sensitivity of 8 kg.F. PBX containing DOS plasticizer has also no sensitivity to exploding No. 8 commercial electric detonator.
    Keywords: PBXN-111, Plasticizer, Isodecyl Plargonate, Mechanical Properties, Thermal Stability, Sensitivity
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian