Высокоскоростное нагружение и разрушение полиметилметакрилата

• Автор: Куготова, Асият Мухамедовна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ.

1.1. Процесс кратерообразоваиия и разрушения полиметштметакрилата при импульсном нафужении.
1.2. Функция I рюнайзена и ее связь с макроскопическими свойствами высокомолекулярных соединений

1.3. Современные модели расчета функции Грюнайзена полимеров.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Современные методы импульсного нафужения полимеров и их диагностика.

2.1.1. Газодинамические ускорители.

2.1.2. Электродинамические ускорители

2.2. Магнитоплазменный ускоритель макрочастиц МПУ
2.3. Объекты исследования
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. ПРОЦЕСС КРАТЕРООБРАЗОВАИИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕТИЛ МЕТ АКРИЛ АТА ПРИ ВБ1СОКОСКОРОСТНОМ УДАРЕ
3.1. Этапы ударного взаимодействия и зависимость картины разрушения ноли метилметакрилата от скорости импульсного нагружения скорости ударника
3.2. Кратерообразование в полиметилметакрилате, модель откольного разрушения .
3.3. Зависимость размеров кратера в полиметилметакрилате от параметров ударного взаимодействия
3.4. Исследование напряжений сжатия и формы кратера в полиметилметакрилате.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ.
4.1. Исследование функции Грюнайзена полиметилметакрилата
4.2. Зависимость функции Грюнайзена полиметилметакрилага от температуры
4.3. Зависимость функции Грюнайзена полиметилметакрилата от плотности и коэффициента пористости.
4.4. Расчет диаграмм состояния полиметилметакрилата в широкой области фазовой диаграммы с использованием современных моделей
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Автору принадлежит постановка задачи и выбор объекта исследования трактовка и обобщение полученных результатов расчет зависимостей параметров кратерообразования и разрушения ПММА от скорости и времени воздействия ударника расчет функции Грюнайзена ПММА по различным современным моделям, построение ударных адиабат и диаграмм состояния в экстремальных условиях и их анализ и интерпретация. Соавторы статей принимали участие в обсуждении теоретических моделей и некоторых результатов экспериментальных исследований. По материалам диссертации опубликовано работ, изданных в центральной и республиканской печати, в том числе одна работа в рекомендованных ВАК изданиях. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 4 страниц машинописного текста, включая рисунков, таблиц. Список литературы содержит наименований. ГЛАВА 1. В настоящее время достаточно подробно исследован процесс высокоскоростного разрушения пластических материалов металлов 5. Исследованию поведения хрупких материалов при их ударноволновом нагружении посвящено относительно малое число работ 6. В отличие от пластических сред, для неупругого деформирования хрупких материалов характерны процессы локализации деформации и энергии, растрескивание, которое может инициироваться даже при напряжениях несколько ниже предела упругости, дилатансионные и другие специфические эффекты. Все это значительно усложняют описание реакции материала на динамическую нагрузку 7. Практическим результатом исследования упругопластических свойств материалов при ударноволновом нагружении являются модели и определяющие соотношения, пригодные для расчета сопротивления деформированию в комплексах программ численною моделирования интенсивных импульсных воздействий. Определяющие уравнения должны адекватно описывать реакцию материала в широком диапазоне скоростей деформирования, деформаций, давления, температуры, структурных и других параметров состояния. Однако такое исчерпывающее описание столь сложно и громоздко в реализации, что теряется его практическая целесообразность. Поэтому мы считаем 8, что проведение экспериментов но высокоскоростному взаимодействию материалов на современных установках в сочетании с численным моделированием является одним из инструментов в исследованиях механизмов и динамики разрушения полимерных материалов. Авторы работы 6 исследовали процесс разрушения ПММА под действием динамических нагрузок. Они указывают, что хрупкое разрушение ПММА протекает при наличии круговых трещин на поверхности образца наклонных трещин внутри образца полости, параллельной лицевой поверхности образца. В этой работе никакой теоретической модели хрупкого разрушения ПММА не предлагается. Модель хрупкой среды, основанная на анализе микромеханизмов растрескивания под нагрузкой, рассматривается в работе 9. Условие нестабильности трещин и неупругие деформации получены из рассмотрения эволюции уединенных микротрещин в поле приложенного напряжения. Модель предполагает прогрессивное падение сдвиговой прочности и модуля сдвига как результат растрескивания, однако сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными профилями импульсов сжатия не подтверждает дефадацию сдвиговой прочности. Подобная модель, развитая в работе 9, предполагает наличие микротрещин произвольной ориентации в исходном хрупком материале, возможность практического деформирования при напряжениях выше предела текучести, а также деградацию прочности и модулей упругости в результате растрескивания, как при растяжении, так и при сжатии. Необходимо отметить, что эти и подобные упрощенные модели обеспечивают достаточно разумное согласие с экспериментальными данными лишь для керамических материалов тина карбида кремния, реакция которых на ударную нагрузку близка к упругопластической. Согласие становится намного хуже в случае стекол или карбида бора, ударное сжатие которых сопровождается дроблением и дилатансионными явлениями. Поэтому требуются дальнейшие усилия для создания действительно работоспособной модели, которая должна включать упрочнение хрупкого материала при его пластической деформации под давлением, разупрочнение в результате растрескивания, дилатансионные эффекты, критерии трещинообразования и кратсрообразования.