Факторы, влияющие на распределение осколков по массе при естественном разрыве стальной оболочки

Расширение и разрушение металлического корпуса под действием внутренних взрывных нагрузок может привести к образованию большого количества осколков. Понимание того, как соответствующие параметры металлического корпуса влияют на распределение осколков по массе, необходимо для прогнозирования мощности взрывных устройств в металлическом корпусе и для эффективного проектирования систем защиты. В статье методом анализа размерности определены существенные факторы (механические свойства материала корпуса, геометрия корпуса, характеристики взрывчатого вещества), влияющие на распределение осколков. Проведено несколько тестов с полным сохранением фрагментов. Установлено, что вышеперечисленные основные параметры связаны линейным соотношением с модулем распределения фрактальной модели в двойных логарифмических координатах. Для прогнозирования модуля распределения получена формула, в которой параметры влияния представлены в безразмерном виде. Применимость метода оценки проверена на данных испытаний оболочки с нерегулярной осевой геометрией. Расхождение между результатами расчета и испытаний составило всего 6.9%. Сравнение данных испытаний с прогнозами двух теорий показало лучшую точность фрактальной модели распределения естественных фрагментов по массе. Эта работа может стать основой для оценки опасности, которую представляют взрывные устройства в металлическом корпусе, и быть полезной при проектировании систем защиты.