Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Uproszczenia w wyznaczaniu metodą ultradźwiękową stałych materiałowych materiałów anizotropowych o symetrii heksagonalnej

Piekarczyk W., Kata D.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 4

383--387

PL

Dla materiałów izotropowych wyznaczenie modułu Younga, modułu sztywności i liczby Poissona metodą ultradźwiękową jest stosunkowo prostą procedurą. Wystarczy zmierzyć prędkości rozchodzenia się podłużnej i poprzecznej fali ultradźwiękowej i z właściwych wzorów obliczyć odpowiednie stałe. Natomiast dla materiałów anizotropowych należy wykonać znaczną liczbę pomiarów prędkości fali podłużnej i spolaryzowanej fali poprzecznej w ustalonych kierunkach próbki, którą należy odpowiednio zorientować względem osi symetrii. Pomiary te są bardzo czasochłonne i skomplikowane. W pracy, na przykładzie anizotropowego kompozytu Al2O3-hBN oraz anizotropowego porowatego polikrystalicznego grafitu o anizotropii typu heksagonalnego, wyznaczono metodą ultradźwiękową wszystkie stałe materiałowe zgodnie ze skomplikowaną procedurą obowiązującą w przypadku materiałów anizotropowych. Na tych materiałach wyznaczono również w odpowiednich kierunkach stałe materiałowe próbek metodą uproszczoną, traktując je jako materiały izotropowe. Wyznaczone metodą uproszczoną wartości modułów Younga (E║, E┴) i modułów sztywności (G║ i G┴) różnią się nieznacznie (do 7%) od wartości wyznaczonych zgodnie z metodyką obowiązującą dla materiałów anizotropowych, wykazujących symetrię heksagonalnego. Natomiast metodą uproszczoną nie można wyznaczyć prawdziwych wartości liczb Poissona. Wyznaczone metodą uproszczoną wartości modułów Younga w przypadku próbki Al2O3 o największej zawartości hBN (30%) wynoszą: E║(3) = 95,0 GPa, E┴(1) = 177,1 GPa, a wyznaczone metodyką anizotropową: E║(33) = 93,5 GPa, E┴(11) = 181,3 GPa.

EN

The calculation of Young's modulus, shear modulus and Poisson’s ratio for isotropic materials by the ultrasound method is a relatively simple procedure. It is enough to measure the velocity of propagation of longitudinal and transverse ultrasonic waves, and to use the appropriate formulas to calculate the constants. However, a lot of measurements of longitudinal and transverse waves, polarized in appropriate directions are needed for anisotropic materials. A sample should be properly oriented to the axis of symmetry. These measurements are very time-consuming and complicated. All material constants for anisotropic composite Al2O3 - hBN and anisotropic porous polycrystalline graphite, which have hexagonal anisotropy, were calculated by ultrasound method in accordance with the complicated procedure appropriate for anisotropic materials. The material constants were also determined in respective directions of the samples, using the simplified method by treating them as the isotropic materials. Values of Young’s (E║, E┴) and shear modules (G║ and G┴), when determined using the simplified method, differ slightly (no more than 7%) from the values determined from the equations adequate for the anisotropic materials belonging to the hexagonal system. However, the simplified method cannot be used to determine Poisson's ratio values. In the case of Al2O3 composite with the highest content of hBN (30%) Young's modules of 95.0 GPa (E║(3)) and 177.1 GPa (E┴(1)) were calculated by the simplified method, and of 93.5 GPa (E║(33)) and 181.3 GPa (E┴(11)) by the anisotropic methodology.

2

Investigations of Certain Aspects of Thermo-Mechanical Resistance of Rocket Graphite Nozzles to Erosion Impact of High Speed Combustion Products Flow

Miszczak M., Świderski W.

Machine Dynamics Problems

|

2008

|

Vol. 32, No. 1

56-63

EN

In this paper there were presented investigations of graphite hybrid nozzles i.e. consisted of pyrographite insert - optionally larger and smaller one mounted into polycrystalline graphite body by means of adhesive. An aim of investigations, it was determination of resistance of newly designed graphite nozzles against thermo-mechanical and possible chemical impact/erosion of high speed combustion products flow as a result of burning of solid propellant sustaining charge of antiaircraft short-range missile GROM. IR thermal camera and real time rentgenography (RTR) measured thermo-mechanical erosion action of combustion products towards the graphite nozzles. Hybrid nozzle with larger pyrographite insert is able to resist combustion products erosion. So, it seems to be possible to replace currently produced pyrographite nozzles by hybrid ones equipped with larger insert. Such replacement should cause considerably decrease of mass content of relatively expensive pyrographite in construction of the nozzles, from 100 to 40 percent.

3

Badanie wybranych, termicznych charakterystyk węglowych modeli dysz hybrydowych pocisków rakietowych na paliwo stałe

Miszczak M., Świderski W., Szabra D., Pierechod Z.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

T. 23, z. 3s

189-197

PL

Przedstawiono wyniki badań rozkładu temperatur i ich przebieg w funkcji czasu na zewnętrznych powierzchniach korpusów modeli dysz pocisków rakietowych na paliwo stałe, zbudowanych z grafitu polikrystalicznego opcjonalnie nasycanego węglem pirolitycznym albo składających się z korpusu z grafitu polikrystalicznego nasycanego węglem pirolitycznym i żaroodpornej wkładki z pirografitu, czyli modeli tzw. 'dysz hybrydowych'. Określono także stopień zużycia (erozji) przekrojów krytycznych tych modeli. Badania przeprowadzono na stanowisku stacjonarnym z wykorzystaniem strumienia gorących gazów o temperaturze około 3000 K, wylatujących z dyszy palnika acetylenowo-tlenowego z prędkością około 0,5 Macha, dostarczanych do stożka wlotowego modelu dyszy grafitowej, co w określonym stopniu odpowiada rzeczywistym warunkom oddziaływania gazowych produktów spalania na zespół dyszowy silnika rakietowego podczas jego pracy. Pomiary temperatur wykonywano podczas ogrzewania dysz gazem z palnika oraz podczas ich stygnięcia, za pomocą termopar i kamery termowizyjnej, usytuowanych po przeciwnych stronach korpusu dysz, prostopadle do ich osi wzdłużnej i na wysokości kanału przelotowego o przekroju krytycznym. Wyniki badań wskazują na realną możliwość wykorzystania ww. rodzajów materiałów węglowych do budowy dysz małogabarytowych pocisków rakietowych na paliwo stałe, których układ napędowy pracuje do 10 sekund, wytwarzając gazowe produkty spalania o temperaturze około 3000 K. Powinny to potwierdzić badania stacjonarne spalaniem stałych ładunków napędowych w komorach spalania silników rakietowych, wyposażonych w dysze hybrydowe. W ramach tych badań zostaną wykonane analogiczne pomiary temperatur i erozji przekroju krytycznego dysz a także pomiary podstawowych charakterystyk roboczych silników rakietowych, czyli ciągu i ciśnienia produktów spalania w komorze spalania w funkcji czasu pracy silnika. Badania stacjonarne spalaniem silników rakietowych na paliwo stałe, wyposażonych w grafitowe dysze hybrydowe, stanowią ostatni etap badań eksperymentalnych Projektu Badawczego Nr 0 T00B 026 29 p.t. 'Badanie dysz hybrydowych', przyznanego Wojskowemu Instytutowi Technicznemu Uzbrojenia przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, finansowanego ze środków na naukę w latach 2005-2007.

EN

There are presented test results on temperature distribution and its courses as a function of time on outer surfaces of bodies of nozzles models for small caliber solid propellant missiles. The models of the nozzles were made of polycrystalline graphite optionally saturated by pyrolytic carbon or the models of the nozzles so called 'hybrid nozzles' were consisted of polycrystalline graphite body saturated by pyrolytic carbon and high temperature resistant insert made of pyrographite. It was also determined degree of washing out (erosion) of the nozzles throats. The tests were conducted on static firing stand with usage of flow of hot gases of ca. 3000 K temperature, exhausted from the oxy-acetylene blow-pipe with velocity about 0.5 Mach. The gases in the form of flame flew into convergent cone of the tested model of graphite nozzle. Such configuration of the tested nozzle and acetylene-oxygen flame reflect in certain degree real conditions of action of gaseous high speed, hot combustion products on nozzle assembly of rocket motor during its operation. Test results point out to real possibility of application of above mentioned carbon materials in construction of small caliber missile propelled by solid propellant which time of burning is not longer than 10 seconds and which combustion products have temperature ca. 3000 K. This possibility of graphite materials usage in missile nozzles design should be confirmed by static firings of real rocket motors propelled by solid propellant charge and equipped with the nozzles built of polycrystalline graphite body saturated by pyrolytic carbon and pyrographite insert. In the scope of these static firings analogous temperature measurements will be done and measurements of erosion of the nozzles throats as well. Due to standard procedures dealing with static firings of rocket motors, there are recommended measurements of time profiles of rocket motor thrust and pressure in combustion chamber of the motor during its operation. These static firings of real missiles motors equipped with the graphite hybrid nozzles are planned to realize in the final stage of experimental tests due to a schedule of Scientific Project No. 0 T00 026 29 entitled 'Investigations of hybrid nozzles' granted to Military Institute of Armament Technology by Ministry of Science and High Education, and financed from financial means for science in the period from 2005 to 2007 year.