فهرست مطالب

مواد پر انرژی - سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 37، بهار 1397)
  • سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 37، بهار 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/02/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • عباس لطیفی، سید حمید احمدی*، علی خانلرخانی، منوچهر فتح اللهی صفحات 3-15
    سیکلو تری متیلن تری نیترامین(RDX) با فرمول C3H6N6O6 یک مولکول آلی پرانرژی است که به صورت وسیعی در اقلام ناریه بکار می رود. با تحریک قسمتی از این ماده، واکنش تجزیه در آن، با سرعت بسیار زیاد اتفاق می افتد. برای شبیه سازی آغازش از تکنیک دینامیک مولکولی و کد LAMMPS با میدان نیروی واکنشی ReaxFF-lg استفاده شد. تغییرات در انرژی پتانسیل برای 5 دمای مختلف تا 3 نانوثانیه محاسبه شد. محصولات حاصل از تجزیه سیستم در هنگردهای NVT و NVE برای مقادیر مختلفی از دما و انرژی تحریک آغازش گرمایی محاسبه شد. انرژی فعال سازی طبق معادله آرنیوس، برابر Kcalmol-1 13/24محاسبه شد. حداقل دمای لازم برای تشکیل مولکول هیدروژن K 2500 بوده و زمان تشکیل آن برای چندین حالت محاسبه شد. بیشترین مقدار تولید نیتروژن و هیدروژن در K 3000و زمان لازم برای تکمیل واکنش تجزیه برای دمایK 2500، برابر 2000 پیکوثانیه به دست آمد.
    کلیدواژگان: دینامیک مولکولی، موج شوک، سیکلو تری متیلن تری نیترامین، لمپس، آغازش، شبیه سازی
  • حسانه قنبری، آرمان روشن روان، فرهود کلاته* صفحات 17-26
    چکیده با توجه به ضرورت ایمنی در سدها و هزینه ی هنگفت ساخت سد و سازه های جانبی آنها، بررسی کامل این سازه ها در برابر هرگونه مخاطره اعم از انفجار ضروری می باشد. در این پژوهش، اثرات مخزن روی پاسخ دینامیکی سد بتنی دوقوسی کارون4 تحت بارگذاری انفجار مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور سیستم سد-مخزن-تکیه گاه به صورت سه بعدی توسط نرم افزار المان محدود ABAQUS تحلیل شده است. نتایج تحلیل عددی نشان می دهد، حجم آب موجود در مخزن و حجم ماده منفجره تاثیر کمی برگسیختگی سد بتنی دو قوسی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: سد بتنی دو قوسی، تحلیل دینامیکی غیرخطی، بارگذاری انفجار، اندرکنش سد-مخزن-تکیه گاه
  • محمد کوزه گران، حسین خدارحمی*، علی افشاری، رضا کسایی صفحات 27-35
    بهبود عملکرد و افزایش نفوذ پرتابه های شکل یافته انفجاری یکی از موضوعات قابل توجه و جذاب در حوزه تحقیقات دفاعی می باشد. راهکارهای متنوعی برای این منظور وجود دارد که شامل طرح های جدید در حوزه خرج، آستر، پوسته، زنجیره آتش و غیره می شود. در این مقاله تاثیر زنجیره آغازش چندگانه بر روی شکل گیری و نفوذ پرتابه های شکل یافته انفجاری به روش اجزا محدود و به کمک کد ال اس داینا مورد بررسی قرارگرفته است. به علاوه، با ساخت نمونه های شبیه سازی شده و انجام تست های تجربی میزان عمق نفوذ و قطر حفره حاصل از برخورد پرتابه شکل یافته در صفحه هدف فولادی اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی با یافته های تجربی مقایسه گردیده که تطابق خوبی را نشان می دهد. همچنین اندازه گیری ها نشان می دهد که آغازش چندگانه باعث افزایش 40 درصدی مقدار نفوذ نسبت به آغازش تکی می گردد، که نتیجه بسیار مهمی در افزایش کارایی این نوع سرجنگی می باشد.
    کلیدواژگان: سرجنگی، EFP، آغازش چندگانه، ال اس داینا کد، زنجیره آتش
  • منصور شهیدزاده*، اصغر بداغی صفحات 37-45
    نرم کننده ها مولکول های کوچک و غیر فراری هستند که به منظور بهبود خواص مکانیکی و حرارتی پلیمرها به آن ها افزوده می شوند. یکی از مهم ترین مشکلات نرم کننده ها، مهاجرت به سطوح خارجی بافت پلیمر و درنتیجه کاهش خواص حرارتی، مکانیکی و کهولت مواد پلیمری است. در سال های اخیر برای رفع مشکل مربوط به مهاجرت نرم کننده ها، نرم کننده های واکنش پذیر معرفی شده اند. در این راهکار، نرم کننده محتوی یک گروه آلکین واکنش پذیر انتهایی است که انتظار می رود منجر به واکنش حلقه زایی 1 و 3- دوقطبی آزید- آلکین شود و مانع از مهاجرت نرم کننده به سطح خارجی پلیمر شود. در این مطالعه نرم کننده واکنش پذیر پرانرژی پلی گلیسیدیل نیترات با انتهای پروپارژیل (PTPGN) سنتز و به وسیله روش های DSC،GPC، FTIR و 1HNMR شناسایی و مشخصه یابی گردید. نتایج GPC نشان می دهد که میانگین عددی جرم مولکولی نرم کننده حدودg/mol 731 است و نرم کننده ساختار اولیگومری دارد. گرمانگاشت DSC دمای انتقال شیشه ای را °C5/66- نشان می دهد.
    کلیدواژگان: نرم کننده، نرم کننده های واکنش پذیر پرانرژی، مهاجرت
  • یداله بیات، غزاله طاهری پویا* صفحات 47-53
    آمینوتترازول ها یکی از مشتقات تترازول ها هستند که دارای ویژگی های منحصر بفردی می باشند. با وجود اینکه گرمای تشکیل آن ها خیلی زیاد است، اما بطور قابل ملاحظه ای پایداری حرارتی بسیار بالایی از خود نشان می دهند .آمینو تترازول ها با بیشترین محتوای نیتروژن در میان ترکیبات آلی، پتانسیل بسیار بالایی برای استفاده در فرمولاسیون پیشرانه ها، تولیدکننده های گاز و مواد منفجره دارند. در این مقاله، ترکیب جدید پرانرژی و پایدار (5-آمینوتترازول-1-ایل)-استیک اسید-2،2-دی نیتروپروپیل استرکه دارای یک حلقه تترازول می باشد با واکنش استری شدن با الکل پرانرژی 2،2-دی نیتروپروپیل (با هدف افزایش انرژی و کارایی) با محتوای نیتروژن 36% و آنتالپی تجزیه gr/J 859 سنتز و توسط تکنیک های IRوNMR شناسایی شد. همچنین رفتار حرارتی این ترکیب با تکنیک DSC مطالعه گردید
    کلیدواژگان: آمینوتترازول، دی نیتروپروپیل استر، نیتراسیون، مواد پرانرژی، رفتار حرارتی
  • مجید سبزپوشان*، یسنا پورمحمد صفحات 55-62
    احتراق ذرات جامد از دو جنبه"ایمن سازی صنایع مرتبط با ذرات جامد" و "بهینه سازی احتراق در پیشران های سوخت جامد" حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش اثر نرخ کرنش بر احتراق پیش مخلوط جریان متقابل ذرات آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات انرژی درحالت احتراق جریان متقابل ذرات استخراج و سپس بی بعدسازی و به صورت تحلیلی حل شده اند. نمودار مکان و ضخامت شعله و همچنین دمای احتراق برحسب نرخ کرنش برای اندازه های مختلف ذرات سوخت جامد ارائه گردیده است. درنتیجه این پژوهش مشخص گردید که با افزایش نرخ کرنش و کاهش قطر ذرات ضخامت شعله کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که مکان شعله با کاهش نرخ کرنش و قطر ذرات از مرکز تقارن دورتر خواهد شد و کاهش نرخ کرنش سبب افزایش دمای احتراق می گردد. نتایج بدست آمده در این بررسی به خوبی با کارهای تجربی و فیزیک حاکم بر احتراق ذرات آلومینیوم مطابقت دارد.
    کلیدواژگان: احتراق، ذرات جامد، جریان متقابل، شعله
  • محمدعلی دهنوی*، محمدرضا وجدی صفحات 63-71
    در این مقاله کهولت پیشرانه ی جامد مرکب بر پایه ی HTPB با استفاده از روش وان هوف، مطالعه شده است. فاکتور F معادله وان هوف با آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) برای نمونه ی پیشرانه ی مرجع، محاسبه گردید که برابر 5/2 بود. سپس با استفاده از معادله ی وان هوف بدست آمده، شرایط برنامه ی کهولت تسریع یافته تعیین شد. نمونه پیشرانه مرجع مطابق با برنامه ی کهولت تسریع یافته در بازه ی دمایی بین °C25 تا °C80 با زمان تنظیم شده ی معادل با بار حرارتی 2 سال در دمای °C25 قرار گرفت. تغییرات خواص مکانیکی دینامیکی شامل مدول ذخیره و فاکتور اتلاف یا دمپینگ با زمان و دما به منظور شناسایی رفتار کهولت پیشرانه ی جامد مرکب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقادیر مدول ذخیره با افزایش زمان کهولت، افزایش می یابد در حالی که مقادیر فاکتور اتلاف با گذشت زمان کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: پیشرانه های جامد مرکب بر پایه ی HTPB، کهولت، وان هوف، آنالیز مکانیکی دینامیکی
|
  • A. Latifi, S. H. Ahmadi*, A. Khanlarkhani, M. Fathollahi Pages 3-15
    By stimulating Cylotrimethylenetrinitramine (RDX) through exerting temperature or mechanical impact or friction, decomposition reaction occurs at very high rate. Molecular dynamic technique and LAMMPS code with ReaxFF-lg were employed to simulate initiation of RDX. Potential energy variations of the system were calculated over time for five different temperatures up to 3 nanoseconds and the products of decomposed system respect to time were determined at each stage of stimulation for different values of temperature and thermal initiation stimulation energy in NVE and NVT ensembles. The activation energy of decomposition was calculated 24.13 Kcal.mol-1 through Arrhenius equation. The minimum needed temperature to produce hydrogen molecules with temperature decomposition was about 2500 K and production times for several conditions were calculated. The amount of nitrogen and hydrogen production were increased with raising temperature and reached maximum at 3000 K. Maximum values of nitrogen and hydrogen production were at 3000 K. The time required to complete the decomposition reaction was 2000 picosecond at 2500 K.
    Keywords: Molecular Dynamics Simulation, Shock Wave, RDX, LAMMPS, Initiation, Ensemble
  • hesaneh ghanbari, arman roshanravan, farhoud kalateh* Pages 17-26
    Abstract Safety evaluation of concrete dam under critical situations such as blast loading has gained importance in recent years due to the great number of accidental events and terrorist bombing attacks. In the present study, the dynamic response of Karun IV double curved concrete arch dam under air blast loading has is evaluated. A finite element model of dam-reservoir-foundation system is built using abaqus software. The result show water level of the reservoir of dam and charge weight has not significant effect on arch dam response.
    Keywords: Double curved concrete dam, Nonlinear Dynamic Analysis, Blast loading, Interaction of dam - reservoir – foundation, karun IV
  • M. Kozehgaran, H. Khodarahmi*, V. Afshari, R. Kasaee Pages 27-35
    Performance improvement and increasing of penetration of Explosively Formed Penetrators (EFP) is one of the most considerable issues in the field of defense researches. There are various solutions to achieve this purpose, including innovative designs in the field of charge, linear, skin, explosive train, etc. In this paper, the effect of multi-point initiation on the formation and penetration of EFPs is investigated using by finite element method and Ls-dyna code. Furthermore, the simulated model was developed and exprimental tests were performed to measure the penetration depth and hole diameter caused by the impact of EFP to the target of steel plate. Comparison of simulations and experimental results shows good agreement. Also measurements shows the 40% increase of penetration depth in case of multi-point initiation in comparison with single initiation, which can be good result in performance improvement of EFP warhead.
    Keywords: Warhead, EFP, Multi-Point Initiation, LS-Dyna Code, Explosive Train
  • M. Shahidzadeh*, A. Bodaghi Pages 37-45
    In this research a reactive energetic plasticizer (REP) was synthesized that contain an activated terminal alkyne group and expected to give rise to azide-alkyne 1,3-dipolar cycloaddition, and prevents the migration of plasticizer to the external surface of polymers. This plasticizer contains an energetic group (ONO2) and increase energetic performance and oxygen balance. Propargyl Terminated Poly Glycidyl Nitrate (PTPGN)) was synthesized and characterized by DSC, GPC, FTIR and 1HNMR.The result of GPC showed that the Mn is about 731 g/mol. The plasticizer has oligomeric structure. DSC thermogram showed that the glass transition temperature is -66.50C. This plasticizer degraded at 170°C and it´s degradation take place in two stages.
    Keywords: Plasticizer, Reactive Energetic Plasticizer, Migration, 1, 3-Dipolar Cycloaddition
  • Y. Bayat*, Gh. Taheri Pooya Pages 47-53
    Aminotetrazoles are derivatives of the tetrazole with unique properties. Although they have high heat of formation, but they show very high thermal stability. Aminotetrazoles have high nitrogen content among organic compounds and are very suitable in Propellant, gas generator and explosive formulation. In this paper, a new energetic and stable compound (5-Amino-tetrazol-1-yl)-acetic acid 2,2-dinitro-propyl ester that has a ring of tetrazole, was synthesized by esterification reaction with energetic alcohol 2,2-dinitro-propanol (in order to ncreasing energy and Performance), this compound has 36% N and 859 gr/J enthapy of decomposition and identified with IR and NMR techniques also, the thermal behavior of this compound was studied with DSC technique.
    Keywords: Aminotetrazol, Dinitro-Propyl Ester, Nitration, Energetic Materials, Thermal Behavior
  • M. Sabzpooshani*, Y. Pourmohammad Pages 55-62
    Today, aluminum powder is a widely used in solid propellants, explosives, and pyrotechnics to increase its power. In this study, an analytical investigation of counterflow premixed flame of micro aluminum particles carried out. For this purpose, continuity and energy conservative equations obtained by using of the definition of strain rate for counterflow combustion of metal particles and then analytically solved. Variation of burning rate via particles diameter is obtained and compared with the experimental results of the others references which showed good accurate. Variations of the flame location, flame thickness and combustion temperature with strain rate for deferent particles diameters are presented. Current results showed that with decreasing flame distance from origin and particles diameters and also increasing of strain rate, the flame thickness is decreased. Also it is found that in the counterflow combustion of aluminum particles, the flame location with decreasing the strain rate and the particles diameters moves away from the symmetry wall, combustion temperature increases and location of flame transfers to the higher velocity field of flow.
    Keywords: Combustion, Micro Aluminum Solid Particles, Counterflow, Flame
  • M. R. Vajdi, M. A. Dehnavi* Pages 63-71
    In this article HTPB based composite solid propellant aging have been studied by Van’t Hoff method. Since composite solid propellants used in solid rocket motor is the fastest degrading component of the motor, shelf life of the motor is mainly governed by the propellants life. During handling and storage of rocket motor the mechanical properties of propellants are changing due to thermal, environmental, chemical, physical and internal changes. In this study the calculated F-factor was equal 2.5 by dynamic mechanical analysis on selected formulations of reference propellants sample. Then the accelerated aging program conditions have been determined. According to accelerated aging program the propellant samples subjected temperature range between 25°C and 80°C so that the aging time equal 2 years at 25°C. The evaluated of changes in the dynamic mechanical properties, including the storage modulus (E') and loss factor or damping efficiency (tanδ) to investigation of behaviour the composite solid propellant aging. The result showed that storage module increased with time whereas loss factor decreased. This phenomenon related to cross-linking density mechanism in polymeric binder system.
    Keywords: HTPB Based Composite Solid Propellants, Aging, Van’t Hoff, Dynamic Mechanical Analysis