Structural changes and mechanism of convergence of cylindrical shells made of stainless austenitic steel 12X18N10T under explosive loading
- Authors: Zel’dovich V.I.1, Khomskaya I.V.1, Balushkin S.V.2, Shorokhov E.V.2, Abdullina D.N.1, Timonina A.E.1, Patselov A.M.1
-
Affiliations:
- M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences
- Russian Federal Nuclear Center – Zababakhin All-Russia Research Institute of Technical Physics
- Issue: Vol 126, No 6 (2025)
- Pages: 689-697
- Section: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
- URL: https://bakhtiniada.ru/0015-3230/article/view/322665
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323025060072
- ID: 322665
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Experiments were performed on the convergence of cylindrical shells made of austenitic steel 12H18N10T under the action of an explosion. The initiation of the explosive layer surrounding the shell was carried out from eight points evenly distributed on the cylindrical surface. It was established that the convergence process consists of the division of the shells into similar fragments and their movement toward the shell axis. The study of the microstructure showed that shear bands are formed, which create teeth when they reach the surface. Comparison of the processes of convergence of steel shells and previously studied copper ones showed that there are two different mechanisms of convergence: solid-state and hydrodynamic. The deformation criterion for the onset of instability was determined and the size of the instability region was estimated
About the authors
V. I. Zel’dovich
M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia
I. V. Khomskaya
M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia
S. V. Balushkin
Russian Federal Nuclear Center – Zababakhin All-Russia Research Institute of Technical Physics
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Snezhinsk, 456770 Russia
E. V. Shorokhov
Russian Federal Nuclear Center – Zababakhin All-Russia Research Institute of Technical Physics
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Snezhinsk, 456770 Russia
D. N. Abdullina
M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia
A. E. Timonina
M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia
A. M. Patselov
M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: zeldovich@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia
References
- Забабахин Е.И., Забабахин И.Е. Явления неограниченной кумуляции. М.: Наука, 1988. 172 с.
- Андреев С.Г., Бабкин А.В., Баум Ф.А., Имховик Н.А., Кобылкин И.Ф., Колпаков В.И., Ладов С.В., Одинцов В.А., Орленко Л.П., Охитин В.Н., Селиванов В.В., Соловьев В.С., Станюкович К.П., Челышев В.П., Шехтер Б.И. Глава 17. Кумуляция // Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. Изд. 3-е, испр. М.: Физматлит, 2004. Т. 2. 656 с.
- Зельдович В.И., Фролова Н.Ю., Хейфец А.Э., Хомская И.В., Дегтярев А.А., Шорохов Е.В., Смирнов Е.Б., Долгих С.М., Коваль А.В. Деформационные явления при схождении металлических цилиндрических оболочек. Потеря устойчивости // ФГВ. 2019. Т. 55. № 4. С. 92–102.
- Хейфец А.Э., Зельдович В.И., Фролова Н.Ю., Долгих С.М., Гаан К.В., Шорохов Е.В. Фазовые и структурные превращения в низкоуглеродистой стали, происходящие при схлопывании цилиндрической оболочки // ФММ. 2017. Т. 118. № 7. С. 715–724.
- Огородников В.А. Вязкость и ее роль в динамических процессах. Саров: РФЯЦ–ВНИИЭФ, 2012. 238 с.
- Зельдович В.И., Хейфец А.Э., Фролова Н.Ю., Хомская И.В., Смирнов Е.Б., Дегтярев А.А., Шорохов Е.В. Металлографическое исследование структурных изменений в меди, происходящих при схождении цилиндрических оболочек // ФММ. 2019. Т. 120. № 4. С. 352–359.
- Зельдович В.И., Хейфец А.Э., Фролова Н.Ю., Дегтярев А.А., Смирнов Е.Б., Шорохов Е.В. Металлографическое исследование схождения медных цилиндрических оболочек при различной интенсивности взрывного нагружения // ФММ. 2021. Т. 122. № 6. С. 608–613.
- Зельдович В.И., Хейфец А.Э., Балушкин С.В., Беляков В.И. Металлографическое исследование высокоскоростной деформации и схождения медных толстостенных цилиндрических оболочек при взрывном нагружении // ФММ. 2023. Т. 124. № 10. С. 916–922.
- Коваль А.В., Ширинкина И.Г., Петрова А.Н., Бродова И.Г., Смирнов Е.Б., Шорохов Е.В. Cтруктурные превращения в алюминиевых цилиндрических оболочках при динамическом нагружении // ФГВ. 2019. Т. 55. С. 82–91.
- Бродова И.Г., Ширинкина И.Г., Астафьев В.В., Балушкин С.В., Куликов Г.В., Симонов А.Ю. Структурные исследования и реология схождения толстостенных оболочек из Al–Mg сплава // ФММ. 2023. T. 124. № 12. С. 1211–1219.
- Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.
- Нестеренко В.Ф., Бондарь М.П. Локализация деформации при схлопывании толстостенного цилиндра // ФГВ. 1994. Т. 30. № 4. С. 99–111.
- Nesterenko V.F., Meyers M.A., Wright T.W. Self-organization in the initiation of shear bands // Acta Mater. 1998. V. 46. P. 327–340.
Supplementary files
