Cálculo de esfuerzos por detonación en armas.

Un saludo a todos los técnicos e ingenieros de la sala.

La duda es relativamente simple. ¿Cuál es el método preferentemente empleado por los ingenieros de armamento para averiguar si un diseño puede disparar una bala sin irse al traste por la detonación?

Sospecho que se puede averiguar si una cámara cerrada puede contener una detonación sin romperse, empleando teoremas energéticos de deformación, pero las armas de fuego modernas, que yo sepa, no son cámaras cerradas (esto es, no contienen todo el gas de la explosión) así que el problema es distinto.

¿Alguna indicación o documentación útil al respecto?

Hola BlackRider, en cuanto a cómo se diseñan no te puedo decir.
Lo poco que se es cómo miden la presión ejercida por un cartucho concreto. Utilizan los denominados "cañones probeta" que tienen en la recámara un lugar para poner el testigo de la presión ejercida, antiguamente era un pequeño cilindro calibrado de cobre sobre el cual se medía la deformación sufrida por la presión, hoy en día se utilizan piezoeléctricos que transforman la presión en tensión eléctrica y mediante unas tablas de conversión pueden saber cuál es la presión producida.
Un tema interesante sin duda.

Vale, con la referencia de los cañones probeta he podido desempolvar algún libro y documentarme un poco.

Los cañones probeta nos sirven para averiguar la presión máxima del cartucho. El problema es que en una detonación real, la expansión de gases no ejerce fuerza directamente sobre el cañón -la explosión no es 100% contenida por el arma. Esto significa que, según entiendo yo, la presión que debe resistir el arma es sustancialmente menor.

Me acabo de agarrar unos cuántos documentos del tema, que aunque me parece que no tratan el asunto desde el plano teórico (que es lo que busco) sí que contienen información interesante.

BlackRider escribió: Vale, con la referencia de los cañones probeta he podido desempolvar algún libro y documentarme un poco.

Los cañones probeta nos sirven para averiguar la presión máxima del cartucho. El problema es que en una detonación real, la expansión de gases no ejerce fuerza directamente sobre el cañón -la explosión no es 100% contenida por el arma. Esto significa que, según entiendo yo, la presión que debe resistir el arma es sustancialmente menor.

Me acabo de agarrar unos cuántos documentos del tema, que aunque me parece que no tratan el asunto desde el plano teórico (que es lo que busco) sí que contienen información interesante.

La presión que hay en un cañon probeta y un arma es la misma (de haber diferencias es mayor en el arma). Me parece que tiene un error de compresión, un cañon probeta no está bloqueado es un cañon normal y corriente con un agujero perpendicular al cañon (lo más cercano posible al borde de la vaina) que permite el paso de los gases al sensor al menos era asi con los antiguos mecánicos (en los nuevos supongo que será simiilar).

Respecto a sus dudas sobre los cañones saben cual es el grado de resitencia de los diversos materiales (via ensayos de laboratorio) y cual es la presión máxima que van a sufrir para cada calibre (dadas por la CIP) a partir de esos datos calculan el grosor necesario.

Saludos.

Osease, que es un tema esencialmente experimental.

Mi idea era un poco más averiguar, sin necesidad de hacer la prueba físicamente, si un determinado cañón es candidato a sobrevivir a un disparo de una munición de capacidad conocida.

He estado hablando con gente de la facultad de Ingeniería metida en el cálculo de de elementos explosivos, y parece que para problemas parecidos sí que emplean teoremas energéticos de deformación. Calculas la transferencia energética del explosivo y calculas cuál es la máxima energía que puede absorber la carcasa de forma uniforme sin perder condiciones de servicio. Lógicamente, en el caso de un cañón, el mantenimiento de las condiciones de servicio podría estar vinculado también a la temperatura y otros factores, como la erosión interna del cañón.

Con un cañón probeta de piezoeléctricos y soporte informático seguramente se pueda sacar el gráfico de presiones del cartucho, con lo que se debería poder calcular de forma bastante fina todo el esfuerzo que se le transmite al cañón...

BlackRider escribió: Osease, que es un tema esencialmente experimental.

Mi idea era un poco más averiguar, sin necesidad de hacer la prueba físicamente, si un determinado cañón es candidato a sobrevivir a un disparo de una munición de capacidad conocida.

He estado hablando con gente de la facultad de Ingeniería metida en el cálculo de de elementos explosivos, y parece que para problemas parecidos sí que emplean teoremas energéticos de deformación. Calculas la transferencia energética del explosivo y calculas cuál es la máxima energía que puede absorber la carcasa de forma uniforme sin perder condiciones de servicio. Lógicamente, en el caso de un cañón, el mantenimiento de las condiciones de servicio podría estar vinculado también a la temperatura y otros factores, como la erosión interna del cañón.

Con un cañón probeta de piezoeléctricos y soporte informático seguramente se pueda sacar el gráfico de presiones del cartucho, con lo que se debería poder calcular de forma bastante fina todo el esfuerzo que se le transmite al cañón...

Más o menos es así. El sistema piezoelectrico debería de dar más información que el antiguo que solo daba el pico máximo de como son las variaciones de presión a lo largo del cañon para una munición.

Luego con eso calculan de la resitencia necesaria de los cañones.

Saludos

Hola BlackRider:

El calculo de esfuerzos en armas de fuego no es algo sencillo si no quieres dejarte nada. Sin embargo, si se hacen simplificaciones y suposiciones, se puede simplificar lo suficiente como para obtener un buen diseño sin grandes optimizaciones.

Ahora estoy trabajando en algo relacionado con esto. Si quieres puedo mandarte la parte del trabajo relacionada con lo que estas interesado.

Saludos.

Muchas gracias.

Ya que lo comentas, encuentro cualquier documentación al respecto bastante interesante.

En general, prefiero mantener públicas las charlas en los foros, pero si crees que es mejor comentarlo conmigo de manera privada, me puedes mandar un mensaje privado a través de la interfaz del foro.

Yo también soy una persona a la que le gusta desperdigar conocimiento y tal por todas partes, pero este trabajo forma parte de otro trabajo el cual no puede hacerse público (al menos de momento). Lo que si, puedo compartir este apartado de forma controlada con otra gente ya que no compromete en gran media al resto del proyecto.

Si hay interés por parte de mucha gente, podría redactar un artículo sobre el calculo de esfuerzos en armas de fuego, el cual si se podría hacer público. Pero eso no es cosa de un momento y no puedo dedicar tiempo a ello.