فهرست مطالب

مواد پر انرژی - سال هجدهم شماره 1 (پیاپی 57، بهار 1402)

فصلنامه مواد پر انرژی
سال هجدهم شماره 1 (پیاپی 57، بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/13
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علی درویش*، صفا پیمان صفحات 3-14

    هدف این پژوهش بررسی تحلیلی و عددی نفوذ پرتابه ها در دال های بتنی مسلح شده به میلگردها و ورق های حفره دار فولادی به روش تحلیل اجزای محدود غیرخطی و با استفاده از نرم افزار آباکوس می باشد. در این پژوهش، ورق های حفره دار فولادی جایگزین میلگردهای فولادی رایج برای مسلح نمودن دال ها شده است. ورق های حفره دار فولادی به دلیل داشتن عملکرد دو طرفه و حفره هایی که دارند با بتن اطراف خود پیوستگی خوبی دارند وسبب ایجاد یکپارچگی بیشتر در دال های بتن آرمه می شوند. در این راستا، مدل هایی از دال های بتنی مسلح به ورق های حفره دار و مسلح به میلگردها با درصد حجمی فولاد مساوی تحت نفوذ پرتابه هایی با دماغه های اجایو، مخروطی و صاف با سرعت 630 متر برثانیه شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل نشان داد که استفاده از ورق های حفره دار برای تسلیح دال های بتن آرمه به جای آرماتور سبب افزایش مقاومت و استحکام دال بتنی، کاهش سرعت پرتابه، کاهش عمق نفوذ پرتابه، کاهش انرژی جنبشی و جذب انرژی بیشتر در دال های بتنی مورد بررسی می گردد.

    کلیدواژگان: بتن مسلح، نفوذ پرتابه، ورق حفره ای، باردینامیکی
  • فرنوش باسلیقه*، سروش دهکاهی صفحات 15-26

    یکی از مسایل مهم در پدافند غیرعامل، ایجاد حداکثر تضعیف موج انفجار می باشد. بدین منظور در مطالعه حاضر بر کاهش موج شوک با استفاده ازساختار های زیگزاگ تمرکز شده است. هدف از این استراتژی تولید بازتاب ها و انکسار موج شوک با بهره گیری از حداقل انسداد در طول تونل بر خلاف رویکرد ایجاد مانع می باشد. در این پژوهش به بررسی میزان تضعیف موج شوک از مبدا مرکز یک تونل با دیواره زیگزاگ با 16 حالت زیگزاگ مختلف و همچنین یک حالت بدون زیگزاگ پرداخته شده است. روش های عددی می توانند رفتار مواد را با دقت مناسب و به دور از محدودیت های آزمایش های تجربی پیش بینی نمایند. از شبیه سازی های عددی مشاهده می شود که از میان طرح های مختلف ساختار زیگزاگ، بیشینه تضعیف موج شوک79/74 % در فاصله 19/5 متری از انفجار توسط ساختاری زیگزاگی با ارتفاع و قاعده مثلث برابر با 1متر، حاصل خواهد شد. در این طرح زیگزاگ، موج شوک اولیه دستخوش انعکاس و شکست می شود که متناوبا از یک طرف به طرف دیگر بازتاب می یابد. این بازتاب موج شوک چرخشی و تکراری، به پخش انرژی موج شوک بدون هیچ انسدادی در تونل کمک می کند.

    کلیدواژگان: تونل، دیواره زیگزاگ، تضعیف موج انفجار، مدل سازی عددی
  • رضا فارغی علمداری، نگار ذکری * صفحات 27-38

    استفاده از آنتی اکسیدان ها در فرمول بندی پیشرانه های جامد مرکب اجتناب ناپذیر است. این مواد جهت ایجاد پایداری پیشرانه در زمان نگهداری و انبارداری به آن افزوده می شوند. در این مقاله روشی ساده، جدید و کارآمد جهت سنتز برخی آنتی اکسیدان های فنلی از واکنش 2-ترشیوبوتیل-4- متیل فنل و آلدهیدهای مختلف آروماتیک و آلیفاتیک در حضور کاتالیزورهای اسید لوییس ارایه شده است. محصولات فنلی در روشی ملایم، ساده و ایمن با بازده و خلوص بالا سنتز شده اند. محصولات سنتز شده توسط تکنیک های نقطه ذوب، IR، 1HNMR و 13CNMR شاخصه یابی و تایید ساختار شده اند. علاوه بر خلوص و بازده بالای تولید محصولات، حذف کاتالیزور های اسیدی معدنی خورنده متداول و ماده سورفکتانت (عموما) سدیم دودسیل سولفات برای انجام این واکنش ها و سادگی و ایمنی بالا، از مزایای این روش می باشند.

    کلیدواژگان: پیشرانه جامد مرکب، آنتی اکسیدان های فنلی، واکنش تراکمی، کاتالیزور اسید لوئیس، زیرکونیوم تتراکلرید، ترکیبات بیس فنلی
  • میلاد صدری خانلو، محمدعلی ذرعی*، اسیه عسگری، مسلم بنی اسد صفحات 39-46

    زمان انبارداری پیشرانه ها یکی از مسایل مهم است که تعیین آن ها نیازمند تحلیل دقیق پارامترهای سینتیکی واکنش تخریب است. یکی از روش های بررسی واکنش تخریب و تعیین پارامترهای سینتیکی واکنش تخریب حرارتی استفاده از آنالیز حرارتی است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) واکنش تخریب حرارتی در یک نمونه پیشرانه جامد مرکب بر پایه پلی دی اتیلن گلایکول آدیپات، در چندین سرعت گرمادهی شامل ○C/min 5، 10 و 15 بررسی شد. سپس با استفاده از روش مستقل از مدل، کیسینجر و اوزاوا، انرژی فعال سازی متوسط در حدود  kJ/mol136 تعیین گردید و بعد با استفاده از دستگاه آزمون پایداری حرارتی در خلا  (VST) پارامترهای فشار و زمان در تخریب 3 درصد به ترتیب bar 07563/0 و 91 ساعت بدست آمد و در نهایت با معادله ریاضی آرنیوس طول عمر 38 سال محاسبه گردید.

    کلیدواژگان: پیشرانه جامد مرکب، طول عمر، آنالیز حرارتی، کیسنجر
  • حسین فخرائیان*، محمدجواد ستوده، محمدجواد تقی زاده صفحات 47-54

    در این پژوهش اثر عامل پخت دوگانه TDI:DDI با نسبت های مختلف بر خواصی همچون استحکام مکانیکی، درصد ازدیاد طول، مدول الاستیک، سختی، سرعت سوزش در فشارهای مختلف، نمای کنترل فشار (n) بررسی شده است. دی مریل دی ایزوسیانات(DDI) یک دی ایزوسیانات با زنجیره کربنی طولانی، وزن مولکولی بالا، سمیت کم و سرعت واکنش پایین باعث می شود فعالیت گروه های N=C=O در ساختار مولکول کاهش یابد. برای بررسی جامع اثر مقدار عامل پخت دوگانه TDI:DDI، پنج فرمولاسیون پیشرانه 1912 با بارگذاری و مقدار R یکسان تولید شد. از تحلیل و بررسی نتایج حاصل از استحکام کششی در روز هفتم می توان مشاهده کرد که با افزایش نسبت DDI در فرمولاسیون پیشرانه مقدار استحکام کششی کاهش پیدا می کند و با صرف نظر کردن از مقدار مدول پیشرانه بر پایه 100درصد عامل پخت DDI که مقدار مدول برابری با نسبت عامل پخت TDI:DDI= 80:20 دارد، می توان نتیجه گرفت که با افزایش نسبت TDI در فرمولاسیون پیشرانه مقادیر مدول با گذشت زمان به صورت منظم افزایش یافته است. در نهایت با افزایش مقدار عامل پخت DDI در فرمولاسیون پیشرانه، نرخ سوزش کاهش پیدا خواهد کرد. مقایسه نمای فشار (n) پیشرانه های با نسبت های مختلف عامل پخت دوگانه TDI:DDI با پیشرانه ای که تنها شامل عامل پخت تکی TDI است، نشان می دهد که با افزایش مقدار DDI در فرمولاسیون مقدار نمای فشار (n) کاهش پیدا خواهد کرد.

    کلیدواژگان: دی مریل دی ایزوسیانات(DDI)، عامل پخت، خواص مکانیکی، سرعت سوزش، پیشرانه جامد مرکب
  • رضا فلاح زاده ابرقوئی، علیرضا زارعی*، غلامرضا کوزه گری، مهدی نوروزی صفحات 55-62

    سرعت سوزش می تواند در حضور ترک تغییر نماید. ترک ها باعث افزایش سطح سوزش و بدنبال آن افزایش فشار در محفظه احتراق شده که منجر به کاهش عملکرد مطلوب موتور وگاهی اوقات با انفجار همراه خواهد شد. در این تحقیق نمونه های پیشرانه دوپایه با انجام عملیات اختلاط در کنت، نورد در دستگاه والز و پرس آزمایشگاهی تهیه شد. به منظور بررسی ترک در پیشرانه، نمونه برداری در دستگاه والز در چهار نقطه مختلف پیشرانه انجام شد. همچنین پرس پیشرانه در یک دستگاه پرس آزمایشگاهی در شرایط دمایی متفاوت و با سرعت های مختلف حرکت مواد انجام شد. بدنبال آن، شناسایی ترک توسط ریز مقطع نگاری رایانه ای اشعه ایکس روی نمونه های پیشرانه انجام شد. نتایج حاصل برای نمونه های پرس نشان داد که شرایط مطلوب برای تهیه پیشرانه با سرعت حرکت مواد mm/s 10 و دمای C 75 می باشد. همچنین، نتایج نمونه های والز نشان داد که با افزایش فرآیند یکنواخت شدن، شعاع حفره در نمونه از 15/25 به 6/16 میکرون کاهش یافته و درصد حفره نیز از 5/3 به 5/0 درصد کاهش داشته است.

    کلیدواژگان: ترک، پیشرانه جامد دوپایه، ریز مقطع نگاری رایانه ای اشعه ایکس
|
  • A. Darvish, S. Peyman* Pages 3-14

    The Aim of this Research is to Analyze and Numerically Investigate the Penetration of Projectiles in Concrete Slabs Reinforced with Rebars and Perforated Steel Sheets by Nonlinear Finite Element Analysis Method and Using Abaqus Software. In this Research, Perforated Steel Sheets Have Replaced common Steel Rebars to Reinforce the Slabs. Perforated steel sheets have a good connection with the surrounding concrete due to their two-way function and the holes they Have, and they Create more Integrity in Reinforced Concrete Slabs. In this Regard, Models of Concrete Slabs Reinforced with Perforated Sheets and Reinforced with Rebars with Equal Volume Percentage of Steel under the Impact of Projectiles with Flat, Conical and Ajays Noses at a Speed of 630 Meters per Second are Simulated and has been Investigated. The Results of the Analysis Showed that the Use of Perforated Sheets for Arming Reinforced Concrete Slabs Instead of Reinforcement Increases the Strength and Strength of the Concrete Slab, Decreases the Projectile Speed, Decreases the Penetration Depth of the Projectile, Reduces the Kinetic energy and Absorbs more Energy in the Concrete Slabs.

    Keywords: Reinforced Concrete, Projectile Penetration, Perforated Sheet, Dynamic Load
  • S. Dehkahi, F. Basaligheh* Pages 15-26

    One of the important issues in passive defense is to create the maximum attenuation of the blast wave. For this purpose, the current study focuses on reducing the shock wave using zigzag structures. The aim of this strategy is reflections and refraction of shock wave. Zigzag structure unlike the barrier approach by using minimal obstruction along the tunnel is performs attenuation. In this research, the amount of attenuation of the shock wave from the center of a tunnel with zigzag wall with 16 different zigzag cases and also one case without zigzag has been investigated. Numerical methods can predict the behavior of materials with appropriate accuracy and away from the limitations of experimental tests. From the numerical simulations, it can be seen that among the various designs of the zigzag structure, the maximum attenuation of the shock wave will be 79/74% at a distance of 19/5 meters from the explosion by a zigzag structure with a height and triangle base equal to1 meter. In this zigzag design, the initial shock wave undergoes reflection and refraction, which alternately reflects from one side to the other. This repetitive shock wave reflection helps to reducing the shock wave with virtually no blockage in the tunnel.

    Keywords: Tunnel, Blast Wave, Zigzag Wall Structure, Attenuation of Blast Wave, Numerical Modeling
  • R. Fareghi-Alamdari, N. Zekri* Pages 27-38

    Using antioxidants in the composite propellants' formulations is inevitable. These materials are added to the propellant in order to increasing its stability during the storage and maintenance. In this paper, a simple, new and efficient method for the synthesis of some phenolic antioxidants from the reaction of 2-tert-butyl-4-methyl phenol with a variety of aliphatic and aromatic aldehydes in the presence of Lewis acids has been described. Phenolic products have been synthesized in mild, simple and safe method. The products have been characterized by their melting points as well as IR, 1HNMR and 13CNMR spectroscopies. In addition to high purity and high yields of the products, not needing to use of common corrosive, inorganic acids and the surfactant (generally sodium dodecyl sulfate) are as advantages of the present method.

    Keywords: Composite Solid Propellant, Phenolic Antioxidants, Condensation Reaction, Lewis Acid Catalyst, Zirconium Tetrachloride, Bisphenolic Compounds
  • M. Sadri Khanlo, M. A. Zarei*, A. Asgari, M. Bani Asad Pages 39-46

    The storage time of propellants is one of the important issues, the determination of which requires a precise analysis of the kinetic parameters of the decomposition reaction. One of the methods of investigating the decomposition reaction and determining the kinetic parameters of the thermal decomposition reaction is the use of thermal analysis. in this thesis, the thermal degradation reaction in a composite solid propellant sample based on PDEGA was investigated at several heating rates 5,10,15○C/min using differential scanning calorimetry (DSC). Then, using the model-free method of Kissinger and Ozawa, the average activation energy was determined at about 136 kJ/mol, then using a vacuum thermal stability test (VST), parameters of pressure and time in 3% degradation were obtained as 0.07563 bar and 91 hours, respectively and finally The shelf life of 38 years was calculated with Arrhenius mathematical equation.

    Keywords: Composite Solid Propellant, Shelf Life, PDEGA Elastomer, Thermal Analysis, Kissinger
  • H. Fakhraian*, M. Sotoudeh, M. J. Taghizadeh Pages 47-54

    In this research, the effect of dual curing agent TDI:DDI with different ratios on properties such as mechanical strength, elongation percentage, elastic modulus, hardness, burning rate and pressure exponent (n) has been investigated. Dimeryl diisocyanate (DDI) is a diisocyanate with long carbon chain, high molecular weight, low toxicity and low reactivity. In order to investigate the effect of the TDI: DDI double curing agent on propellant properties, five propellant formulations with the same loading rate and R value were produced and the prepared samples were tested for mechanical properties and burning rate. The results of the tensile test on the seventh day of the propellant curing process showed that with the increase in the ratio of DDI to TDI in the propellant formulation, the amount of elongation increases, the tensile strength decreases and the modulus decreases with the passage of time. The results of the burning rate test showed that with the increase in the ratio of DDI to TDI in the propellant formulation, the burning rate decreases. Comparing the propellants with different ratios of dual TDI:DDI curing agents with the propellant that is the only TDI curing agent, shows that as the amount of DDI in the formula increases, the pressure exponent (n) will decrease.

    Keywords: Dimeryl Diisocyanate (DDI), Curing Agent, Mechanical Properties, Burning Rate, Composite Solid Propellant
  • R. Fallahzadeh Abarghouei, A. R. Zarei*, Gh. R. Kozehgari, M. Norouzi Pages 55-62

    The burning speed can change in the presence of crack. Cracks cause an increase in the burning level and then increase the pressure in the combustion chamber, which will lead to a decrease in the optimal performance of the engine and sometimes accompanied by an explosion. In this research, samples of double base propellant were prepared by performing mixing operations in Kent, rolling in Walz machine and laboratory press. In order to check the cracks in the engine, sampling was done in the Walz machine at four different points of the engine. Also, the propellant press was performed in a laboratory press in different temperature conditions and with different material movement speeds. After that, crack detection was done by X-ray micro CT scan on engine samples. Results obtained for the press samples showed that the optimal conditions for the preparation of the propellant are the material movement speed of 10 and the temperature of 75 ˚C. Also, the results of Walls samples showed that by increase in homogenization process, the cavity radius in the sample decreases from 25.15 to 16.6 microns and the percentage of voids decreased from 3.5 to 0.5%.

    Keywords: Crack, Double-Base Solid Propellant, X-ray Micro-Ct Scan