The powder hydrocannon design procedure

• Autorzy: Semko O. , Rusanova O.

Warianty tytułu

PL

Projekt prochowej armatki wodnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the principles of calculation of powder hydrocannon are presented. For design of hydrocannon devices for given form of running part on the first step the pressure of the water on inside surface of device is calculated at different time step. The maximum value of pressure during the shot is determined and the approximated value of outer radius is calculated on the basis of the strength of materials theory. In the second stage the deformed mode is defined by ANSYS according to stationary distribution of pressure and radius which was obtained earlier. When the correction of the dimensions are done, and finally, the dynamic calculation of the deflected mode is realized by numerical method with artificial viscosity taking into account elastic and plastic deformation, the dynamic of the process, cavitation of the liquid. The experimental hydrocannon is elaborated.

PL

W artykule zaprezentowano podstawy obliczeń prochowej armatki wodnej. Pierwszym etapem projektowania armatki wodnej było wyznaczenie rozkładu ciśnienia wody na wewnętrznej powierzchni dla kolejnych momentów czasowych. Po uzyskaniu maksymalnej wartości ciśnienia w czasie wykonywania strzału wyznaczono przybliżoną wartość zewnętrznej średnicy armatki w oparciu o teorię wytrzymałości materiałów. W drugim etapie wykorzystano aplikację ANSYS do zdefiniowania trybu postaci odkształcenia, zgodnie z uzyskanym wcześniej rozkładem ciśnienia i wartością średnicy zewnętrznej. Następnie wykonano korekcję wymiarową i obliczenie dynamiczne, z wykorzystaniem metody lepkości zastępczej w zakresie odkształceń sprężystych i plastycznych oraz przy uwzględnieniu zjawiska kawitacji. Na podstawie wyników obliczeń zbudowano prototyp armatki.

Słowa kluczowe

EN

hydrocannon; method with artificial viscosity

PL

armatka wodna; metoda lepkości zastępczej

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 107, z. 2-M
• Strony: 229--237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.,Wz., wykr., rys.,

Twórcy

autor

Semko O.

autor

Rusanova O.

• Donetsk University of Technology

Bibliografia

• [1] Atanov G.A., Hydroimpulsive Installations for the Destruction of Rocks [in Russian], Vyshcha Shkola, Kiev 1987.
• [2] Geskin É.S., Petrenko O.P., Rusanova O.A., Semko A.N., Strength analysis and optimization of the barrel nozzle of a powder water cannon, Strength of Materials. Vol. 38, No. 2, 2006, 206–213.
• [3] Semko A.N., Numerical analysis of the flow of liquid with artificial viscosity in a water cannon, Prikl. Gidromekh., 2 (74), 2000, 88–91.
• [4] Cooley W.C., Lucke W.N., Development and testing of a water cannon for tunneling, in: Proc. of the 2nd International Symposium on Jet Cutting Technology. – Cambridge, England 1974.
• [5] Atanov G.A., Gubskii V.I., Semko A.N., Internal ballistics of a powder water cannon, Izv. RAN. MZhG, No. 6, 1997, 175–179.
• [6] Atanov G.A., Semko A.N., The powder water cannon, in: Proc. of the Int. Summer Science School on High-Speed Hydrodynamics (HSH 2002), Cheboksary (Russia), Washington (USA), 2002, 419–424.
• [7] Glenn L.A., The mechanics of the impulsive water cannon, Comp. Fluids, no. 3, 1975, 197–215.
• [8] Atanov G.A., Semko A.N., Petrenko O.P., et al., Peculiarities of the powder water cannon operation, in: Proc. of the ASME Int. Mechanical Engineering Congress & Exp. (November 16–21, 2003), Washington (1982), ISMECE2003-42788.
• [9] Wilkins M.L., Fracture studies with two- and three-dimensional computer simulation programs, Mir, Moscow 1967.
• [10] Atanov G.A., Geskin É.S., Kovalev A.V., Semko A.N., The powder hydrocannon general action spectrum, Prikl. Gidromekh., 6 (78), 2004, 3–8.