Исследование термомеханических и ударно-волновых процессов в твердых телах при наносекундных длительностях возмущений

• Автор: Судьенков, Юрий Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 265 с. : ил.

Исследования термомеханических и ударно-волновых процессов в твердых телах ври наносекундных длительностях возмущений.
Содержание
Введение ; : _
Глава 1 Исследования термоупругого отклика твердых тел на тепловые возмущения наносекундной длительности.
Введение
§1.1 Экспериментальные исследование механизмов генерации импульсных напряжений при взаимодействии наносекундного лазерного излучения с металлами
§ 1.2 Экспериментальные исследования термоупругих напряжений в тепло- и нетеплопроводящнх твердых телах при наносекундных длительностях лазерного нагрева
§ 1.3 Теоретический анализ термоупругих напряжений в тепло- и нетеплопроводящих твердых телах при наносекундных длительностях лазерного нагрева
§ 1.4. Эффект «теплового поршня» в динамической задаче термоупругости
§1.5 Экспериментальные исследования и теоретический анализ процесса движения облучаемой поверхности металлов при наносекундном лазерном воздействии
§1.6 Экспериментальное исследование и теоретический анализ термодеформации пластин диэлектрических материалов при наносекундных длительностях радиационного нагрева
Заключение
Литература к главе I
Глава 2. Исследование нестационарных ударно-волновых процессов в твердых телах при наносекундном ударном нагружении.
Введение
§ 2.1 Измерение продольных составляющих напряжений и скорости распространения наноосекундных ударных возмущений в материалах
§ 2.2. Измерение поперечных напряжений при наносекундном ударном нагружении материалов
§ 2.3 Исследование неустановившегося волнового процесса в области упругих свойств материалов при наносекундном нагружению
§ 2.4 Исследования скорости распространения импульсов давления в металлических фольгах, возбуждаемых при воздействии субнаносекундного лазерного излучения.
§2.5 Результаты исследований и обсуждение
§ 2.6. Физические аспекты особенностей нестационарного ударно-волнового процесса
вблизи поверхности высокоскоростного ударного возмущения
Заключение
Литература к главе
Глава 3. Исследования упруго-пластнческого отклика металлов на ударное нагружение наносекундной длительности.
Введение.
§3.1. Исследования затухания упругого предвестника в приповерхностной зоне
наносекундного ударного нагружения металлов
§3.2. Влияния исходной структуры на упрочнение металлов при квазнстатическнх
нагрузках
§3.3. Влияния исходной структуры на упрочнение металлов при наносекундном ударном
нагружении
§3.4.Оптико-акустическая диагностика структурных перестроек при упруго-пластическом деформировании металлов ударом наносекундной длительности
§3.5. Влияние ударных импульсов наносекундной длительности на структурные
перестройки в статически нагруженных металлах
Заключение
Литература к главеЗ
Глава 4. Исследования прочности твердых тел при наносекундных длительностях ударной нагрузки.
Введепие
§4.1.Откол в стекле К8 при наносекундном ударном нагружении
§4.2. Исследование динамической прочности кварцевого стекла методом оптического пробоя
§4.3. Влияние наноструктуры двухфазного стекла на пороги лазерного пробоя и процессы разрушения
§4.4.Исследование динамической прочности кристаллов №С1 при воздействии цуга ударных импульсов наносекундной длительности
§4.5. Электромагнитное излучение при разрушении ньезоэлектриков
наносекундными импульсами давления. '
§4.6. Влияние спектра ударного импульса на характер и порог откола в ПММА
§4.7. Исследования динамической прочности горных пород при ударных нагрузках субмикросекундной длительности
Заключение
Литература к главе
Глава 5. Экспериментальные методы разработанные для научных исследований и решения прикладных задач.
§5.1. Методика повышения чувствительности лазерных интерферометров
§5.2. Исследования лучевой стойкости и особенностей разрушения
металлических зеркал при импульсном воздействии лазерного излучения
§5.3. Измерение коэффициентов поглощения слабопоглощающих оптических элементов
бесконтактным фототсрмоакустическим методом.
§5.4. Опто-акустический эффект в измерениях упругих постоянных и дефектоскопии
материалов и элементов конструкций
§5.5. Исследование процессов фокусировки наносекундных импульсов давления в
жидкости
§5.6. Экспериментальные исследования и численное моделирование ударно-волновых
процессов при центральном соударении грех стержней различной массы
Литература к главе
Заключение.

Рис.1.3.2 Характеристики системы уравнений (1) - а; зависимости температуры от координаты и времени - Ь,с; графическая иллюстрация термоупругого эффекта в теплопроводящей среде - <
Таким образом, корректный анализ термоупругой реакции твердых тел на базе системы уравнений (1.3.11) возможен только для времен I > , что позволяет отбросить
формализм теплового уравнения, приводящий к бесконечной скорости распространения тепла.
На рис. 1.3,2Ь,с приведены рассчитанные по решению теплового уравнения [52] зависимости температуры для случая воздействия на металл лазерного импульса с
длительностью I р = 3-10~8.?. На рис.1.3.2Ь - изменение температуры по глубине X при разных значениях безразмерного времени - , а на рис. 1,3.2с зависимости от
безразмерного времени - для разных расстояний о облучаемой поверхности.
Анализ изменения температуры среды в пространстве и времени (рис.1.3.2Ь,с) однозначно указывает на то, что в теплопроводящих средах необходим учет вклада гермонапряжений микрообъемов среды, нагреваемых распространяющимся потоком тепла (рис.1.3.2(1). Генерация упругих волн расширения будет продолжаться и после окончания импульса облучения, а параметры их будут контролироваться изменениями парамефов теплового потока. Это приведет к значительно большей длительности и амплитуды фазы растяжения по сравнению с фазой сжатия в отличие от наблюдаемых в нетеплопроводящих средах(рис. 1.2.3) и решений [17,19,23,24,31].
Таким образом, адекватное описание термонапряжений в теплопроводящих средах может быть построено только о учетом скорости потока тепла.