Влияние температуры и полиморфных превращений на откольное разрушение металлов

• Автор: Богач, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

В в е д е н и е

Глава 1. Деформирование и разрушение твёрдых тел в ударных волнах.

1.1 Уравнения одномерного движения сжимаемых сред

1.2 Структура волн сжатия и разрежения в упругопластическом

теле и в среде с фазовыми превращениями

1.3 Откольное разрушение твёрдых тел

1.4 Методы измерения откольной прочности

Глава 2. Методы генерации ударных волн и регистрации параметров состояния.

Введение

2.1 Взрывные генераторы динамических давлений

2.2 Лазерный допплеровский измеритель скорости движения
свободных и контактных поверхностей образцов
Глава 3. Влияние температуры на сопротивление динамическому деформированию и разрушению металлов.
3.1 Обзор литературы
3.2 Высокоскоростное деформирование и разрушение алюминия
и магния при повышенных температурах
3.3 Высокоскоростное деформирование и разрушение монокристаллов
цинка при повышенных температурах
Глава 4. Влияние термообработки и полиморфного превращения на сопротивление динамическому разрушению стали.
4.1 Обзор литературы
4.2 Влияние термообработки и полиморфного превращения в ударной
волне на сопротивление динамическому разрушению стали 40Х
Глава 5. Одномерное моделирование откольного разрушения металлов в широком диапазоне температур и длительности нагружения.

5.1 Обзор моделей
5.2 Модель влияния температуры на сопротивление динамическому разрушению металлов
5.3 Определяющее соотношение пластического течения
5.4 Кинетика вязкого разрушения металлов
5.5 Динамическое разупрочнение
5.6 Одномерное моделирование откола
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Интенсивные импульсные воздействия на вещество - взрыв, высокоскоростной удар, мощные потоки лазерного и корпускулярного излучения, широко используются в последнее время как для решения прикладных задач, так и для изучения свойств вещества при высоких давлениях, температурах и скоростях деформирования. Одним из результатов импульсного воздействия на материал является его динамическое разрушение-откол. Исследования откольных явлений активно ведутся с 50-х годов и были главным образом направлены на решение прикладных задач оценки и прогнозирования ресурса конструкций при ударных нагрузках. В настоящее время информация о процессе и определяющих факторах динамического разрушения, которое происходит при кратковременных (~10"5 с и менее) воздействиях, находит применение в физике твёрдого тела, физике прочности и метериаловедении, а также при численном моделировании импульсных воздействий.
Известно, что прочность материалов в статических условиях сильно зависит от как от микроструктуры, так и от условий нагружения (температура, скорость деформирования и т.д.). В условиях интенсивных импульсных воздействий материал перед разрушением испытывает сжатие в ударной волне, которое сопровождается его необратимым разогревом и, в некоторых случаях, перестройкой кристаллической структуры. Следовательно, для прогнозирования динамического разрушения необходимо знать влияние этих факторов на прочность материала. Несмотря на то, что отколу посвящено достаточно много работ, имеется крайне мало надёжных и систематических данных о влиянии свойств материала и условий нагружения на сопротивление динамическому разрушению.
Таким образом, актуальность исследований сопротивления материалов высо-

ние - откол. Если величина критического разрушающего напряжения акр фиксирована и не зависит от времени действия, а разрушение происходит мгновенно, то напряжение в откольной плоскости быстро редактирует от а,ф до нуля (состояние на свободной поверхности). В результате в обе стороны от поверхности откола пойдет волна сжатия, гак называемый «откольный импульс». После выхода откольного импульса на свободную поверхность ее скорость вновь возрастает до 1¥0. Вследствие последующего многократного переотражения откольного импульса между поверхностью откола и свободной поверхностью образца движение последней происходит в виде затухающих колебания. При этом ее скорость стремится к среднему значению между минимумом и максимумом скорости. Амплитуда реверберирующих в откольной пластине волн со временем уменьшается из-за диссипативных потерь. Крутизна откольного импульса в реальных материалах зависит от характера разрушения. Если разрушение происходит в сильно локализованной области и нет задержки разрушения по времени, что реализуется, как правило, в хрупких материалах, то время нарастания скорости во фронте откольного импульса мало. Откольное разрушение материалов с высокой вязкостью сопровождается появлением слабого откольного импульса с плавным нарастанием скорости и быстрым затуханием колебаний скорости поверхности, а поверхности разрушения имеют сильно развитую структуру и значительную ширину. На рис. 1.5в показан типичный профиль скорости свободной поверхности образца при его откольном разрушении. Подобные профили скорости поверхности при отколе предсказывались с помощью численных расчетов и наблюдались экспериментально в многочисленных опытах [35].