Mục đích nghiên cứu của luận án Nghiên cứu xác định loại vật nổ thông qua dấu vết ở hiện trường các vụ án có sử dụng chất nổ là nghiên cứu các dấu vết còn lại trên hiện trường vụ nổ nhằm xác định một số đặc trưng của vật nổ.
1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài luận án Trong những năm gần đây, tình hình tội phạm sử dụng vật nổ để gây án xảy ra nhiều nơi, tính chất và mức độ nguy hiểm, thủ đoạn tinh vi, đa dạng. Khi xảy ra vụ nổ, phải nhanh chóng khám nghiệm hiện trường (KNHT), thu thập dấu vết, vật chứng (DV,VC) để điều tra truy nguồn gốc vật nổ. Hiện nay, cơng tác giám định này vẫn còn là vấn đề phức tạp và chưa được nghiên cứu. Xuất phát từ thực tiễn đòi hỏi mang tính cấp thiết, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu xác định loại vật nổ thơng qua dấu vết ở hiện trường các vụ án có sử dụng chất nổ” làm đề tài luận án 2. Mục đích nghiên cứu của luận án Nghiên cứu các dấu vết còn lại trên hiện trường vụ nổ nhằm xác định một số đặc trưng của vật nổ 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu: Một số loại vật nổ điển hình: lựu đạn và các vật nổ tự chế (dùng thuốc nổ TNT, am ơnit hay hỗn hợp NH4NO3 và dầu khống), khối lượng dưới 3 kg. Phạm vi nghiên cứu: Phân tích đặc điểm mảnh vỏ vật nổ, dấu vết để lại trên hiện trường sau nổ của vật nổ thường gặp Nội dung nghiên cứu: Phân tích cơ chế và xây dựng mơ hình nổ có và khơng có vỏ bọc;Mơ phỏng cơ chế nổ, sinh mảnh bằng phần mềm Ansys Autodyn 3D;Phân tích, đánh giá tương tác sản phẩm nổ mơi trường;Nghiên cứu, nhận dạng các dấu vết đặc trưng ở hiện trường nổ;Xây dựng qui trình xác định vật nổ thơng qua dấu vết ở hiện trường nổ 4. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng kết hợp các phương pháp: nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, bán thực nghiêm và mơ phỏng số 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Từ các dấu vết vật chứng thu được tại hiện trườngcó thể xác định các tham số của vật nổ ban đầu giúp cho cơng tác điều tra hiệu quả hơn. Làm cơ sở xác định các loại vật nổ khác nhau, xây dựng sổ tay điều tra khi có vụ nổ xảy ra 6. Cấu trúc luận án Luận án được kết cấu thành 4 chương:Chương 1: Tổng quan về vật nổ và các nghiên cứu xác định vật nổ; Chương 2: Mơ phỏng, phân tích q trình nổ của vật nổ; Chương 3: Thực nghiệm xác định vật nổ qua dấu vết nổ; Chương 4: Phương pháp xác định vật nổ từ dấu vết để lại ở hiện trường CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT NỔVÀ CÁC NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VẬT NỔ 1.1. Vật nổ và tình hình sử dụng vật nổ của tội phạm 1.1.1. Ngun lý kết cấu vật nổ Về ngun tắc, kết cấu vật nổ gồm các bộ phận cơ bản: vỏ bọc, thuốc nổ và ngòi nổ.Có thể chia vỏ bọc vật nổ thành 2 loại: vỏ bọc kim loại và vỏ bọc bao gói.Vỏ bọc kim loại điển hình là các loại dùng để chế tạo vũ khí qn dụng (vỏ đạn pháo, lựu đạn ); Vỏ bọc bao gói (bằng ni lơng, bìa các tơng, vỏ lon bia…) Thuốc nổ thường gặp: TNT, amơnít, ANFO, thuốc nổ tự chế (có thành phần amơni nitrat và dầu khống). 1.1.2. Tình hình sử dụng vật nổ của tội phạm Những năm gần đây, tội phạm hình sự có sử dụng vũ khí, vật liệu nổ ở nước ta có chiều hướng gia tăng, tính chất vụ việc nghiêm trọng, diễn biến phức tạp. Các loại vật nổ tội phạm thường sử dụng được chia theo các nhóm sau đây: Vật nổ thuộc nhóm vũ khí qn dụng: gồm các loại như mìn, lựu đạn, hỏa cụ; Vật liệu nổ qn dụng: gồm thuốc nổ TNT, Hexogen hay một số loại thuốc nổ hỗn hợp ; Vật nổ sử dụng vật liệu nổ cơng nghiệp: thuốc nổ Amơnít, ANFO, kíp nổ và các loại vật liệu nổ nhập khẩu khác; Vật nổ tự tạo. 1.2. Q trình biến đổi nổ và tác dụng của vật nổ Khi nổ liều thuốc nổ khơng có vỏ bọc, sóng va đập ( SVĐ) nhanh chóng lan truyền trong tồn bộ khối thuốc và sự biến hóa nổ do xảy ra trong thời gian cực ngắn tạo ra một thể tích khí rất lớn bị nén và giãn nở ra mơi trường, phá hủy mơi trường bằng sự chênh áp cao và xung va đập lớn. Khi nổ liều thuốc nổ có vỏ bọc, tồn bộ các tham số sóng nổ được đặt vào bề mặt trong của vỏ, phá vỡ kết cấu của vỏ tại những chỗ yếu nhất (khuyết tật, các vết nứt tế vi, nơi tập trung ứng suất…) tạo thành các vết nứt. Dưới tác dụng của sóng nổ, các mảnh bị bay tán ra mơi trường và tương tác với các vật cản của mơi trường 1.3. Cơng tác khám nghiệm hiện trường các vụ nổ vật nổ và vai trò của dấu vết nổ trong điều tra các vụ nổ vật nổ Cơng tác KNHT trong tố tụng hình sự là hoạt động điều tra nơi xảy ra, nơi phát hiện tội phạm nhằm phát hiện dấu vết của tội phạm, vật chứng và làm sáng tỏ các tình tiết có ý nghĩa đối với vụ án. Kết quả KNHT vụ nổ có ý nghĩa rất quan trọng, làm cơ sở để xác định tính chất sự việc; chứng minh những vấn đề nêu trong kết luận điều tra; làm chứng cứ chứng minh tội phạm và người phạm tội trong truy tố và xét xử Tùy thuộc vào cấu tạo của vật nổ, phương thức và thủ đoạn gây nổ…trên hiện trường sẽ thu được những DV,VC của vụ nổ tương ứng như dấu vết của thuốc nổ, chi tiết vật nổ Trên cơ sở những DV,VC thu giữ ở hiện trường, xác định loại vật nổ là yêu cầu hết sức quan trọng. Trong nhiều vụ nổ, DV,VC thu trên hiện trường là điểm then chốt để xác định loại vụ việc, tính chất vụ việc, đối tượng gây án…hoặc là cơ sở để tiến hành các hoạt động điều tra tiếp theo, thậm chí còn là chứng cứ duy nhất để chứng minh tội phạm. 1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu có liên quan đến xác định loại vật nổ thơng qua dấu vết hiện trường các vụ án có sử dụng chất nổ Cơng tác điều tra các vụ nổ có sử dụng chất nổ đã được đề cập và nghiên cứu trên thế giới, song các nghiên cứu này chủ yếu tiếp cận dưới góc độ cách thức điều tra, chưa có tài liệu nào nghiên cứu kỹ thật truy ngun vật nổ từ các DV,VC tại hiện trường. Ở Việt Nam cơng tác này đã được nghiên cứu nhưng đến nay cũng vẫn còn rất sơ sài, dựa vào kinh nghiệm là chính, chưa tập trung nghiên cứu một cách tổng thể về vật nổ, đặc trưng khi nổ và dấu vết để lại trên hiện trường, chưa đưa ra được phương pháp và quy trình xác định vật nổ một cách có hệ thống và phù hợp thực tế cơng tác điều tra hiện trường các vụ nổ, do vậy luận án sẽ tập trung giải quyết các vấn đề sau: 1) Cơ chế hình thành các dấu vết tại hiện trường: do q trình phát sinh biến đổi nổ và tác dụng lên mơi trường xung quanh bởi sản phẩm nổ, sóng xung kích, mảnh dẫn đến các dấu vết đặc trưng để lại. 2) Mơ phỏng q trình nổ và tác dụng nổ của vật nổ bằng phần mềm Ansys Autodyn3D kết hợp với phương pháp hố học, hố lý, kim tương phá huỷ và tính tốn kỹ thuật để nhanh chóng xác định được các đại lượng đặc trưng và phân tích dấu vết hiện trường. 3) Xây dựng quy trình khám nghiệm và xác định vật nổ thơng qua dấu vết ở hiện trường các vụ án có sử dụng chất nổ. CHƯƠNG 2.MƠ PHỎNG, PHÂN TÍCH Q TRÌNH NỔ CỦA VẬT NỔ 2.1. Mơ tả sự phá hủy vỏ dưới tác dụng của xung nổ Sự phá hủy vỏ bọc là q trình xảy ra nhanh và phức tạp của sự biến đổi năng lượng SPN thành năng lượng biến dạng, phá hủy vỏ và làm bay tán mảnh. Q trình này có thể quy ước chia ra thành các giai đoạn sau: Kích động liều thuốc nổ; nổ và tạo SPN; đặt tải và văng mảnh bởi SPN với sự bắt đầu đồng thời của biến dạng dẻo kim loại; chuyển động và giãn nở của vỏ dưới sự phát sinh đồng thời, sự phát triển của các vết nứt tế vi và các hư hỏng tế vi; sự tạo thành các vết nứt lớn chính và tiếp theo lan ra bề mặt ngồi vỏ; sự phát sinh hồn tồn các vết nứt trên tồn bộ bề dày vỏ với việc hình thành các mảnh và sự chảy của SPN vào các vết nứt xun qua; sự chuyển động của các mảnh trong khơng khí; tác động tương hỗ của chúng với mục tiêu 2.1.1. Sự hình thành mảnh dưới tác dụng của xung nổ Khi nổ vỏ bọc kim loại, từ mặt trong vỏ phát sinh hai hệ thống vết nứt độc lập nhau: bên trong thành vỏ và mặt trong của vỏ. Hệ thống thứ nhất: hệ thống đứt nứt ra, hướng ưu tiên là theo hướng kính. Hệ thống thứ hai của các vết nứt trượt, hướng ưu thế là dọc theo các chuyển dịch trượt chính.Bề mặt phá hủy các mảnh cơ bản có 2 vùng: bề mặt phá hủy đứt giòn (vùng R) sát với mặt ngồi của mảnh và mặt phá hủy trượt theo mặt trượt (vùng S) sát với mặt trong mảnh (hình 2.2). Hình 2.2 Đường biên mảnh và bề mặt phá hủy khi vỏ bị đập vỡ Trong đó: R Bề mặt phá hủy đứtgiòn; S Bề mặt phá hủy trượt; C Vùng phá hủy tách lớp; D Bề mặt phá hủy bong tróc 6 2.1.2. Các hình dạng mảnh đặc trưng khi nổ Trong dải phổ mảnh được chia làm 2 cặp: Mảnh lớn dạng A (cơ bản) tạo thành bởi các vết nứt lớn có ở cả 2 bề mặt ban đầu của thân vỏ và các mảnh vỏ dạng B kèm theo có ở một bề mặt ban đầu Phổ mảnh dạng B gồm loại B’ là mảnh xuất hiện ở vùng tiếp xúc với khối thuốc nổ, được tạo thành bởi các mặt trượt; mảnh loại B ’’ là mảnh ở sát ngồi thân vỏ, được tạo thành chủ yếu do vỡ giòn hướng kính Hình 2.3 Sơ đồ phá hủy thép giòn (a), thép dẻo (b) 2.1.3. Tương tác của sản phẩm nổ với mơi trường xung quanh 2.1.3.1. Sự bay tán và tác dụng của mảnh Khi nổ liều thuốc có vỏ bọc, các mảnh có khối lượng và hình dạng khác nhau bay tán với tốc độ v. Nếu bỏ qua lực trọng trường, coi mật độ khơng khí ρkk khơng đổi, còn diện tích miđen của mảnh bằng giá trị trung bình S, hệ số lực cản chính diện Cx = const, thì phương trình chuyển động của mảnh có khối lượng m trong khơng khí có thể được viết như sau: (2.2) ở đây Biến đổi và tích phân phương trình này ta được: hay (2.4) Khi mảnh bay vào chướng ngại có bề dày h, nó có thể xun qua chướng ngại hay găm vào chướng ngại. 2.1.3.2. Tác dụng của sóng va đập trong khơng khí Q trình lan truyền của SVĐ sẽ gây ra tác dụng phá hủy các vật cản trên đường đi của chúng. Các tham số của SVĐ đặc trưng cho tác dụng của sóng va đập trong khơng khí được đánh giá bằng áp suất dư (Δp), xung riêng của pha nén (I1)và thời gian của pha nén trong sóng va đập ( +) Khi nổ mặt đất, có thể tính gần lấy khối lượng gấp đơi do phản xạ của bề mặt đất (2.8) Thời gian tác dụng của sóng va đập τ+ (2.9) Xung riêng của pha nén I1 có thể tính theo cơng thức gần đúng khi nổ trên mặt đất liều thuốc TNT (ρ0 = 1,225 kg/m3) ta có cơng thức gần đúng sau: Pa.s (2.11) Thay nửa giá trị khối lượng, ta có cơng thức gần đúng đối với giá trị xung riêng của sóng va đập khơng khí khi r > rk Pa.s (2.12) Trong đó:m khối lượng liều thuốc, kg; r khoảng cách, m 2.2. Mơ hình tốn học mơ phỏng q trình nổ của vật nổ 2.2.1. Đặt bài tốn nghiên cứu Xem xét mơ hình vật nổ dạng hình cầu hở, vật liệu chế tạo thân vỏ là kim loại, bên trong nhồi chất nổ dạng hình cầu, bên ngồi dạng hình cầu được tạo các rãnh tập trung ứng suất. Tồn kết cấu thuốc nổ vỏ bọc đặt trong mơi trường khơng khí vơ hạn 8 Hình 2.5. Mơ hình hình học của bài tốn 1 Lỗ ren lắp ngòi nổ; 2 Lỗ lắp ngòi nổ; 3 TNT; 4 Thân vật nổ 2.2.2. Mơ hình tốn học mơ t ả tính chất v ật li ệu thân vỏ, thuốc nổ và mơi trườ ng 2.2.2.1. Mơ hình tốn học mơ tả tính chất vật liệu thân vỏ Khi chịu tải trọng nổ, vỏ bọc bằng kim loại biến dạng làm thay đổi thể tích, hình dạng của thân vỏ. Tính chất cơ học của mơi trường đàn dẻo được mơ tả bằng phương trình liên hệ sau: (2.22) Trong đó: các tenxơ đơn vị Phương trình trạng thái dùng để mơ tả đặc tính nén của vật liệu khi chịu tải như sau: (2.23) Trong đó: C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6 các hằng số vật liệu, Ứng suất chảy động: (2.24) Trong đó: A giới hạn chảy của vật liệu, B hệ số ứng suất biến cứng của vật liệu, C hằng số tốc độ biến dạng, m số mũ mềm do nhiệt, n số mũ tăng cứng; tốc độ biến dạng dẻo hiệu quả khi ; , Trong đó: T nhiệt độ hiện thời; T0 nhiệt độ ban đầu; Tnc nhiệt độ nóng chảy của vật liệu Điều kiện phát sinh vết nứt ngẫu nhiên: (2.25) (2.26) (2.27) Trong đó: P xác suât xuât hi ́ ́ ẹn vêt n ̂ ́ ứt; χ, C thông số vạt li ̂ ẹu; ̂ độ dãn dài tuong đôi cua v ̛ ̛ ́ ̉ ạt li ̂ ẹu; ̂ σ0,2 giơi han chay; ́ ̣ ̉ σbc hẹ sô biên c ̂ ́ ́ ứng cua v ̉ ạt li ̂ ẹu ̂ Điều kiện phá huỷ: Sử dụng tiêu chuẩn biến dạng dài lớn nhất: (2.28) Trong đó: 1 biến dạng dài lớn nhất; max giới hạn biến dạng dài khi phá hủy 2.2.2.2. Mơ hình tốn học mơ tả tính chất thuốc nổ và sản phẩm nổ Phương trình trạng thái JWL: (2.29) Trong đó: , A, B, R1, R2 – các hằng số thực nghiệm 2.2.2.3. Mơ hình tốn học mơ tả tính chất khơng khí Phương trình trạng thái dạng gamma mơ tả tính chất của khơng khí: (2.32) Trong đó: là hệ số mơi trường 2.2.3. Hệ phương trình cơ bản mơ tả q trình hình thành và lan truyền sóng nổ, biến dạng và phá vỡ thân vỏ vật nổ, va đập với mơi trường xung quanh Hệ phương trình mơ tả bài tốn gồm các phương trình bảo tồn cơ bản trong cơ học; các phương trình mơ tả tính chất của thuốc nổ, sản phẩm nổ, vật liệu thân vỏ, vật liệu mục tiêu; các phương trình động học và bổ sung. Hệ phương trình khi triển khai ra hệ tọa độ đề các vng góc trở thành hệ phương trình (2.49): 10 (2.49) Tiếp phương trình (2.49) Điều kiện đầu: (2.50) (2.51) 11 Điều kiện biên:Trên bề mặt tiếp xúc giữa thân vỏ, thuốc nổ, khơng khí cần phải đặt điều kiện tiếp xúc. Các điểm của bề mặt này khơng xun qua bề mặt của vật liệu kia: (2.52) Trong đó: v1, v2 – vận tốc của các điểm thuộc vật liệu thứ nhất và thứ hai nằm trên bề mặt tiếp xúc Trạng thái ứng suất cũng bị hạn chế, tại các điểm này theo định luật 3 Niutơn: (2.53) Trong đó: ij1, ij2 ứng suất tại các điểm trên bề mặt tiếp xúc có cùng tọa độ nhưng lần lượt thuộc vật liệu thứ nhất và thứ hai 2.2.4. Phương pháp giải bài tốn Hệ phươ ng trình mơ tả q trình nổ của v ật n ổ có vỏ bọc kim lo ại toán động ba chi ều Để giải toán ba chiều ng ườ i ta c ần r ời r ạc hố thời gian, khơng gian và thườ ng áp dụng ph ươ ng pháp PTHH để giải 1)Xây dựng mơ hình rời rạc của các đại lượng liên tục; 2)Xác định sơ đồ giải bài tốn nổ vật nổ bằng phương pháp PTHH; 3)Áp dụng lưới phần tử để giải bài tốn 2.3 Mơ phỏng q trình nổ và va đập của vật nổ với mơi trường xung quanh bằng phần mềm Ansys Autodyn3D 2.3.1. Phần mềm Ansys Autodyn3D Trong bài tốn cơ kỹ thuật, Ansys cung cấp phương pháp giải bài tốn bằng phương pháp PTHH lấy chuyển vị làm gốc. Ansys cung cấp phương pháp giải các bài tốn cơ với nhiều dạng mơ hình vật liệu khác nhau: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, 12 đàn dẻo, đàn nhớt, dẻo, dẻo nhớt, chảy dẻo, vật liệu siêu đàn hồi, siêu dẻo, các chất lỏng và chất khí 25 2.3.2. Bộ giải Lagrange Bộ giải Lagrange hoạt động trên lưới số cấu trúc (IJK) của phần tử tứ giác (2D) hoặc khối hộp (3D). Các đỉnh của lưới di chuyển với vận tốc dòng chảy vật chất. Vật liệu được giữ trong phần tử ban đầu của nó mà khơng chuyển dịch từ ơ này đến ơ khác. 2.3.3. Lưới Lagrange Trên một diện tích tính tốn xác định được bao bởi một tập hợp các diện tích hoặc ơ tứ giác mà trên đó dòng mơi trường và biến trạng thái (vị trí, vận tốc, áp suất, ) là xác định 2.3.4. Ứng dụng mơ đun tính tốn song song của Ansys trong mơ phỏng thực nghiệm hiện trường nổ Ứng dụng mơ phỏng q trình nổ vật nổ bằng sử dụng tính tốn song song so với phương pháp tính tốn tuần tự kết quả cơ bản khơng đổi nhưng với thời gian chạy máy nhanh hơn nhiều lần và đem lại hiệu quả rõ rệt Hình 2.8. Sơ đồ xử lý song song trong Ansys Việc thiết lập bài tốn song song được thực hiện trên máy tính chun dụng tại Phòng thí nghiệm Đạn Ngòi, Bộ mơn Đạn, Học viện Kỹ thuật Qn sự. 13 2.3.4.1. Phương pháp mơ phỏng q trình nổ của vật nổ bằng phần mềm Ansys Autodyn3D áp dụng tính tốn song song Mơ phỏng q trình nổ của vật nổ gồm 8 bước: 1) Đặt bài tốn nghiên cứu; 2) Xây dựng mơ hình hình học; 3) Xác định mơ hình vật liệu và các thơng số của vật liệu. Nhập các thơng số vật liệu vào phần mềm; 4) Xây dựng mơ hình PTHH; 5) Đặt điều kiện biên, điều kiện đầu vào, điều kiện tương tác; 6) Thiết lập mơ đun tính tốn song song; 7) Tiến hành giải bài tốn; 8) Hiển thị, đọc và phân tích kết quả 2.3.4.2. Mơ phỏng q trình nổ của vật nổ Các thơng số vật liệu thân vỏ vật nổ được sử dụng trong mô phỏng: gang xám GX1532 và thép 4340 Bảng 2.5. Thông số vật liệu cơ bản của thân vỏ dùng trong mô phỏng Mác vật liệu GX 1532 Steel 4340 Cơ tính của vật liệu Hằng số mơ phỏng (Mpa) (Mpa) (%) A (Mpa) B (Mpa) 175 150 0,5 175 380 792 1279 20 792 510 C n m T (0C) Tnc (0C) 0,06 0,32 0,55 27 1204 0,014 0,26 1,03 27 1520 Tính chất của thuốc nổ được mơ tả bằng mơ hình vật liệu đàn dẻo và phương tình trạng thái JWL. Các thơng số của thuốc nổ trong vật nổ. Bảng 2.6. Thơng số của các loại thuốc nổ nhồi bên trong thân vỏ Thuốc nổ Đặng trưng ban đầu của thuốc nổ Hằng số thực nghiệm của thuốc nổ dùng trong mô phỏng 14 TNT Amaton Tetryl (g/cm3) 1,61 (m/s) 7000 (kcal/kg) 1010 1,1 4200 1,63 7740 0,35 (Gpa) 373,7 (Gpa) 3,75 1089 0,32 135 1,35 1090 0,275 586,8 10,67 4,15 5,4 4,4 0,9 0,7 1,2 Hình 2.13 Mô nổ vật nổ thân vỏ thép 4340, thuốc nổ TNT Kết quả mơ phỏng q trình nổ của vật nổ cho trường hợp thân vỏ thép 4340, bên trong nhồi thuốc nổ TNT hoặc Amaton thì số mảnh vỡ thân vỏ lần lượt là 104 mảnh và 61 mảnh (hình 2.13). Bảng 2.7. Một số thơng số cơ bản của q trình mơ phỏngnổ vật nổ thân vỏ thép 4340, thuốc nổ TNT Khối lượng Thể tích Chiều dài Tốc độ Thứ tự mảnh mảnh mảnh trung bình mảnh (mg) (mm3) (mm) (m/s) 5,983E+03 7,643E+02 27,73 486,70 5,982E+03 7,642E+02 28,25 809,19 5,888E+03 7,521E+02 28,22 812,06 5,767E+03 7,368E+02 27,08 494,74 5,469E+03 6,987E+02 27,86 803,79 5,420E+03 6,924E+02 24,68 511,29 5,294E+03 6,763E+02 28,57 812,62 5,052E+03 6,456E+02 28,72 808,37 4,220E+03 5,391E+02 26,87 1020,1 10 4,011E+03 5,125E+02 24,02 747,98 Kết quả mơ phỏng q trình nổ của vật nổ dạng hình trụ cho trường hợp thân vỏ thép 4340, bên trong nhồi thuốc nổ TNT thì số mảnh là 177 mảnh (hình 2.15). 15 Hình 2.15. Mơ phỏng nổ vật nổ thân vỏ thép 4340, thuốc nổ TNT Bảng 2.9. Một số thơng số cơ bản của q trình mơ phỏng nổ vật nổ dạng hình trụ thân vỏ thép 4340, thuốc nổ TNT Thứ tự mảnh 10 Khối lượng mảnh (mg) 8,397E+02 7,633E+02 7,406E+02 7,190E+02 6,897E+02 6,454E+02 6,011E+02 5,926E+02 5,851E+02 5,620E+02 Thể tích mảnh (mm3) 1,075E+02 9,776E+01 9,481E+01 9,203E+01 8,829E+01 8,283E+01 7,692E+01 7,583E+01 7,478E+01 7,183E+01 Chiều dài mảnh (mm) 16,00 13,84 13,38 12,78 13,52 13,14 11,79 12,76 13,70 11,99 Tốc độ trung bình (m/s) 727,00 652,28 1190,39 709,05 1207,83 713,09 653,88 1064,66 1075,93 719,64 Kết luận chương 2 Chương 2 đã phân tích cơ chế hình thành mảnh khi nổ vật nổ có vỏ bọc, q trình tương tác của sản phẩm nổ với mơi trường xung quanh, thiết lập hệ phương trình mơ phỏng q trình nổ của vật nổ và ứng dụng tính tốn song song trong mơ phỏng q trình nổ, bay tán và va đập của vật nổ với mơi trường. Kết quả mơ phỏng q trình nổ trên phần mềm Ansys Autodyn3D với vật nổ vỏ bọc bằng thép và gang bên trong nhồi thuốc nổ TNT hoặc Amonit đã cho thấy tính quy luật của q trình phân mảnh, ảnh hưởng của vật liệu vỏ và thuốc nổ đến 16 q trình nổ, thể hiện tính sát thực của mơ hình bài tốn và phương pháp giải. CHƯƠNG 3.THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH VẬT NỔ QUA DẤU VẾT NỔ 3.1. Mục đích, u cầu, nội dung và phương pháp thực nghiệm Nhằm kiểm chứng các kết quả mơ phỏng và tính tốn lý thuyết, tiến hành nổ vật nổ trong hố cát, trên hệ thống bia tại trường bắn, phân tích các DV,VC có trên hiện trường một cách khách quan, đánh giá kết quả thực nghiệm. 3.2. Thực nghiệm nổ và kết quả 3.2.1. Thực nghiệm nổ tại trường bắn Thực nghiệm t ngày 05/10/2016 đến 20/10/2016, Trườ ng bắn Lữ đồn Cơng binh 543, Qn khu II Đối tượ ng thực nghiệm: 03 vật nổtrong thùng cát; 07 vật nổ trong hệ thống bia cánh cung ( mỗi vật nổ có đường kính vỏ Dv = 32mm, cao h = 130mm, khối lượ ng chất nổ TNT 60g, kh ối lượ ng thân vỏ 460g , gây nổ bằng kíp nổ điện số 8 );10 vật nổ tự chế bọc bằng giấy bìa các tơng, quấn băng dính, bên trong chứa thuốc nổ Amonit (04 qu ả kh ối l ượng thu ốc n ổ 100 gam, 04 qu ả khối lượ ng thuốc nổ 150 gam, 02 qu ả kh ối l ượng thu ốc n ổ 200 gam) 3.2.2. K ết qu ả th ực nghi ệm Thu các DV,VC trong t ừng l ần th nghi ệm, đự ng trong các túi chun dụng, b ảo qu ản để nghiên cứ u, phân tích trong phòng thí nghi ệm 3.2.3. Phân tích số liệu thực nghiệm và so sánh với tính tốn 17 3.2.3.1. So sánh kết quả thực nghiệm với phương pháp số Từ kêt qua giai băng ph ́ ̉ ̉ ̀ ương pháp mơ phong sơ trên phân mêm ̉ ́ ̀ ̀ Ansys Autodyn3D (trường hợp vỏ bọc kim loại) ở Chương 2 và kết quả thực nghiệm nổ tại hiện trường, lập bang so sánh kêt qua ̉ ́ ̉ tính tốn (bang 3.4) ̉ Bảng 3.4. Kết quả mơ phỏng số và thực nghiệm nổ vật nổ Kết quả Mác vật liệu PA1 PA2 PA3 PA4 Kết quả nổ thực nghiệm mô phỏn g số Tổng m