[LT] Išradimas priklauso medžiagų birumo grąžinimo ir smulkinimo technikos sričiai. Sukibusi medžiaga uždaroje talpykloje yra paveikiama lokalizuotais impulsais ir smūgiais, tai yra sprogdinant tam tikro galingumo užtaisus, išskirstytus medžiagos tūryje pagal apskaičiuotą matematinio modelio, konfigūracijos paviršių ir prisilaikant sprogdinimo laiko uždelsimo režimo, kuris parenkamas įvertinant medžiagos fizines ir mechanines savybes. Nauja tai, kad naudojamas sukurtas matematinis modelis leidžia įvertinti ne tik tampriąją sukietėjusios talpykloje medžiagos deformaciją, bet ir jos plastinę deformaciją.
[EN] The invention relates to methods for restoration of material friability and milling of material. Local and impulsive forces subject the cohered material being in a closed container. Predetermined charges are spread out into the volume of material according to a mathematic module, a surface of configuration and a delay mode of an explosion time, which is chosen by evaluating physical and mechanical properties of the material. A novel feature of the invention lies in the fact that the mathematic module allows to evaluate not only resilience of the material hardened in the closed container but also plastic deformation of the material.
[0001] Išradimas priklauso būdų ir įtaisų sričiai, su kuriais yra atliekamas sukibusių medžiagų susmulkinimas ir birumo savybių grąžinimas įvairios geometrinės formos uždarose talpyklose, kurios )Ta iškraunamos per apatinėse jlĮ dalyse esančias angas, pu. dengtuose geležinkelio vagonuose, bunkeriuose.
[0002] Siūlomo išradimo prototipu gali būti sukibusių medžiagų įvairios geometrinės formos talpyklose birumo grąžinimo būdas [žr. Lietuvos Respublikos patentą Nr. 4279, B65G 69/20, 1998]. kur sukibusi medžiaga paveikiama lokalizuotų impulsinių-smūginių poveikių, tai yra susprogdinant tam tikro galingumo užtaisus, išskirstytus medžiagos. tūryje pagal apskaičiuota matematinio modelio, konfigūracijos paviršių ir prisilaikant sprogdinimo laiko uždelsimo režimo, kuris parenkamas įvertinant medžiagos fizines - mechanines savybes.
[0003] Minėtas būdas netinka tampriai plastinėms medžiagoms, nes matematinis modelis įvertina tik tampriąją medžiagos deformaciją. Šis metodas būtų plačiau taikomas ir efektyvesnis jei poveikių išdėstymas priklausytų nuo tampriai plastinio medžiagos talpykloje būvio, t.y. būtų mechanizmas, leidžiantis įvertinti tampriąją ir plastinę sulipusios medžiagos deformaciją.
[0004] Išradimo tikslas - sukibusių įvairiose geometrinės formos uždarose talpyklose biriųjų tamprai plastinių medžiagą susmulkinimo ir ją iškrovimo bude sukūrimas, kuris užtikrintą patikimumą, efektyvumą ir saugumą,
[0005] Šis tikslas yra pasiekiamas tuo, kad sukibusi uždaroje talpykloje tampriai plastinė medžiaga yra paveikiama lokalizuotais impulsiniais - smūginiais poveikiais, t.y. susprogdinant tam tikro galingumo užtaisus, išskirstytus medžiagos tūryje pagal apskaičiuotą, matematinio modelio, konfigūracijos paviršių ir prisilaikant sprogdinimo laiko uždelsimo rėžimo, kuris parenkamas įvertinant medžiagos fizines-mechanines savybes. Šio būdo naujumas yra tas, kad impulsiniai - smūginiai poveikiai išskirstami (išdėstomi) pagal apskaičiuotą paviršiaus konfigūraciją, kurį priklauso nuo konkrečios medžiagos tampriai plastinio būvio, talpyklos geometrinės formos ir užtaisų galingumai susieti tiek su paviršiaus konfigūracija tiek su talpyklos konstrukcija, t.y. įvertinamas konstrukcijos patvarumas. Impulsiniai-smūginiai poveikiai vykdomi nuo apatinių taškų ir kyla sraigtine linija, kuri yra užduotos konfigūracijos paviršiaus formos su kintamu vertikaliu žingsniu, pagal užduotą laiko režimą. Tai leistų garantuoti medžiagos susmulkinimą iškrovimo angos zonoje, jos išlaisvėjimą ir pradinės iškrovimo stadijos suformavimą, nepažeidžiant talpyklos konstrukcijos. Kadangi impulsiniai-smūginiai poveikiai pradedami inicijuoti iškrovimo angų zonose ir toliau laipsniškai pereina į talpyklos periferiją, kildami pagal sraigtinę liniją, medžiaga ne tik susmulkinama, bet po susmulkinimo įgauna ir orientuotą nežymų judėjimą žemyn link iškrovimo angos, kurios paprastai randasi žemutinėje talpyklos dalyje.
[0006] Matematinis modelis aprašomas lygtimi:
[0007]
[0008] kur
[0009]
[0010] čia
[0011] /- integravimo tūris, kurį užima sukietėjusi tampriai plastinė medžiaga;
[0012] ρ - medžiagos tankis;
[0013] G - medžiagos šlyties modulis;
[0014] U,V,W - funkcijos priklausančios nuo koordinačių x,y,z ir parenkamos atsižvelgiant į
[0015] talpos geometrinę formą;
[0016] UX,VY,WZ,UY,VX,UZ,VZ,WX,W Y- funkcijų dalinės išvestinės indekse nurodytos koordinatės atžvilgiu;
[0017] μ - medžiagos Puasono koeficientas;
[0018] t - impulso trukmė;
[0019] s - integravimo sritis, t.y. paviršiaus dalis, kurią veikia išorinės paviršinės jėgos;
[0020] kI - plėtimosi rodiklis, parenkamas pagal sprogstamą medžiagą;
[0021] Q,. - sprogimo šiluma.
[0022] Apytiksliai, panaudojus iteracijų metodą, gautas lygties (1) sprendinys:
[0023]
[0024] ir apskaičiuoti sukietėjusios medžiagos taškų testiniai poslinkiai u, v, w :
[0025]
[0026] Realiems sukietėjusios medžiagos poslinkiams apskaičiuoti įvedama funkcinė sprogimo vietos priklausomybė nuo medžiagos taško koordinačių, kuriame skaičiuojame poslinkį
[0027]
[0028] čia
[0029] r - užtaiso spindulys;
[0030] R - atstumas nuo užtaiso centro iki matavimo vietos.
[0031] Slėgį į talpyklos konstrukciją apskaičiuojame pagal išorinių jėgų slėgio p ir tampriųjų jėgų atoveikio funkcines priklausomybes
[0032]
[0033] Talpyklos konstrukcijos patvarumui užtikrinti įvedama apribojimo sąlyga
[0034]
[0035] čia
[0036] ρleist - talpyklos konstrukcijos leistini įtempimai.
[0037] Siūlomas sukibusių uždaroje talpykloje tampriai plastinių medžiagų birumo grąžinimo būdas realizuojamas taip:
[0038] 1) Talpykla padalinama į baigtinį skaičių, kubo formos, segmentų, kurio kraštinė lygi 1,4r.
[0039] 2) Pagal užduotus pradinius parametrus (ρ, μ, G, σleist,talpyklos geometriją, testinę impulsinę apkrovą) apskaičiuojami testiniai poslinkiai (2) visuose segmentuose ir sudaroma testinė poslinkių matrica.
[0040] 3) Nustatomi segmentai, kuriuose mažiausi testiniai poslinkiai, ir sudaroma jų išsidėstymo schema.
[0041] 4) Inicijuojami impulsiniai poveikiai pagal sudarytą, schemą ir apskaičiuojami poslinkiai gretimuose segmentuose, atsižvelgiant į (3).
[0042] 5) Gautos reikšmės sulyginamos su testine poslinkių matrica ir koreguojama poveikių inicijavimo vieta ar dydis.
[0043] 6) Tikrinamas talpyklos konstrukcijos patvarumas pagal (4) ir (5).
[0044] 7) Gaunama optimali užtaisų išsidėstymo paviršinė konfigūracija ir atsižvelgiant į tai, kad sprogimo bangos greitis proporcingas garso sklidimo toje terpėje greičiui, nustatomas laiko uždelsimo režimas.
[0045] 8) Pagal gautą optimalią paviršiaus konfigūraciją talpykloje išdėstomi užtaisai ir atliekamas užtaisų sprogdinimas ties iškrovimo anga esančiame pjūvyje toliau laipsniškai kylant statmenai iškrovimo angai į sekančiuose pjūviuose išsidėsčiusius užtaisus pagal laužytą sraigtinę liniją. Užtaisai sprogdinami vienas po kito, prisilaikant laiko uždelsimo režimo.
[0046] Išradimas sudaro palankias sąlygas ir leidžia grąžinti, sukibusių tampriai plastinių medžiagų įvairios geometrinės formos talpyklose, birumą ir pagerina savaiminį išbyrėjimą iš uždaros talpyklos.
1. Medžiagų uždaroje talpykloje birumo grąžinimo būdas, susidedantis iš lokalizuotų ir paskirstytų laiko atžvilgiu impulsinių - smūginių poveikių į sukibusią uždaroje talpykloje medžiagą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad impulsinius - smūginius poveikius vykdo erdviniai išskirsčius juos talpoje esančios medžiagos visame tūryje pagal apskaičiuotą, atsižvelgiant į medžiagos talpykloje tampriai plastinį būvį ir sudarytą specifinę laužytą sraigtinę liniją, kurią gauna jungiant nustatytus taškus, po to inicijuoja nustatyto galingumo poveikius lokaliniuose tūriuose ties iškrovimo anga ir tęsia laipsniškai, pagal užduotą laiko režimą, kurį parenka priklausomai nuo atstumo tarp užtaisų ir garso bangos sklidimo sukietėjusioje medžiagoje greičio santykio, kylant laužyta sraigtine linija, statmenai iškrovimo angai į periferines dalis ir formuoja bėgančią bangą,
2. Būdas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad apskaičiuoja testinius sukietėjusios medžiagos poslinkius, atsiradusius dėl užtaiso sprogimo, kiekvienam segmentui pagal matematinį modelį kuriame įvertinama ne tik tamprioji sukietėjusios talpykloje medžiagos deformacija, bet ir jos plastinė deformacija,