Экспериментальные наблюдения волн разрушения при ударном сжатии стекла

• Автор: Абазехов, Мурид Мухамедович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Краткие сведения из механики сплошных сред
Глава 2. Экспериментальная техника возбуждения и регистрации
ударных волн в конденсированных средах
§2Л. Взрывные генераторы ударной нагрузки
§2.2. Методы непрерывной регистрации параметров
ударных волн
Глава 3. Особенности деформирования и разрушения стекла
при ударно-волновом нагружении
§3.1. Обзор литературы
§3.2. Регистрация и исследование плоских волн разрушения
в ударно-сжатом стекле
§3.3. Откольная прочность стекла и плавленного ква1д:д/;.':
§3.4. Обсуждение результатов
§3.5. Подтверждение полученных результатов
в последующих работах
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Широкое использование в науке и технике высокоскоростного удара, взрывных нагрузок, интенсивного лазерного излучения и мощных корпускулярных потоков делает необходимым прогнозирование результатов таких воздействий на материалы и конструкции. Для этого необходимы сведения о свойствах материалов.
Механические и теплофизические свойства вещества при высоких давлениях и скоростях деформирования исследуются ударно-волновыми методами. Физика ударных волн в конденсированных средах интенсивно развивается в мире начиная с конца второй мировой войны. Основные идеи и принципы в этой области науки, а также первые впечатляющие результаты принадлежат Я.Б. Зельдовичу [1], Л.В. Альтшулеру [2], С.Б. Кормеру [3]. Данный метод исследования свойств вещества основан на возбуждении в нем мощных ударных волн и регистрации их кинематических параметров.
Плоские ударные волны с интенсивностью в единицы-сотни гигапаскалей генерируются в исследуемых образцах детонацией зарядов конденсированного взрывчатого вещества или высокоскоростным ударом пластины. В первых работах фиксировались базисным методом с помощью электроконтактных датчиков или фоторазвертки скорости ударных волн в веществе и скорости движения свободных тыльных поверхностей образцов или ударников. С привлечением законов сохранения массы, количества движения, энергии и газодинамического
анализа распада разрывов на контактных поверхностях по этим данным определялись величины скачков давления, плотности и энергии в ударных волнах различных интенсивностей, совокупность которых представляет собой ударную адиабату вещества [1]. Исследования ударной сжимаемости широкого круга веществ легли в основу широкодиапазонных уравнений состояния, используемых при решении многочисленных задач физики высоких плотностей энергии, геофизики, астрофизики, физики взрыва и высокоскоростного удара. В настоящее время ударно-волновые нагрузки широко используются в исследовательских целях и для решения ряда технологических задач.
Развитие методологической базы физики ударных волн обеспечило повышение информативности, точности и наглядности измерений. Наиболее содержательные данные могут быть получены путем анализа полных волновых профилей импульсов нагрузки и их изменения по мере распространения. Появление методов манганинового датчика давления [4, 5] дало возможность фиксации волновых профилей во внутренних сечениях металлических образцов. Создание лазерных доплеровских интерферометров [6, 7] обеспечило дальнейшее повышение разрешающей способности и точности регистрации волновых профилей.
Проблемы динамической прочности и разрушения материалов являются одними из наиболее важных с точки зрения прогнозирования результатов интенсивных импульсных воздействий. Эксперименты с ударными волнами позволяют измерить динамический предел текучести и
Вследствие нелинейности сжимаемости скорость пластической ударной волны О возрастает с увеличением давления и при 0 > с двухволновая конфигурация сжатия исчезает. С наличием упругих предвестников разрежения связано ускоренное (по сравнению с гидродинамическим) затухание ударных волн.
Упрощенная модель идеального упругопластического тела не описывает все многообразие особенностей деформирования материалов различных классов. С некоторыми уточнениями модель упругопластического тела удовлетворительно описывает поведение металлов. В других случаях более оправдана модель квазиупругопластического тела, согласно которой в процессе деформации материал теряет некоторую часть сдвиговой прочности, но продолжает сохранять заметное сопротивление сдвигу в пластической области (рис. 8). В случае упруго-изотропного тела материал катастрофически теряет почти всю сдвиговую прочность, его ударная адиабата выше предела упругости приближается к кривой всестороннего сжатия.
Экспериментальная регистрация волновых профилей обеспечивает возможность выявления характера деформирования данного материала в условиях ударно-волнового нагружения, а также определения зависимости "продольной" и "объемной" скоростей звука (и, следовательно, модулей упругости) и предела текучести от давления ударного сжатия.
Известно, что движение вещества при отражении импульса нагрузки