Волны разрушение

Если движение фронта волны сопровождается резким возрастанием расхода и резким повышением уровня на коротком участке, называемом лбом волны, то волна носит названия волны разрушения, прерывной волны перемещения или еще перемещающимся прыжком если такого резкого повышения уровня не наблюдается, то волна называется непрерывной. [c.205]

И дисперсии импульсов напряжении, ударных волн, разрушения при импульсном воздействии и ударных эффектов получены к настояш,ему времени для широкого класса материалов, в том числе для слоистых, волокнистых и тканых композиционных материалов. [c.303]

Согласно теории прочности Давиденкова — Фридмана природа разрушения двойственна хрупкое разрушение от отрыва происходит под действием нормальных напряжений, вязкое — под действием касательных. Высокие напряжения, сопровождающиеся разрушением, могут возникнуть при ударе по абразиву в результате наложения падающей и отраженной волн. Разрушение абразивных зерен на поверхности контакта связано с интерференцией этих волн, поэтому создание теории напряженности контакта при ударе неразрывно связано с учетом упругой и пластической деформаций. Особые трудности возникают при аналитическом исследовании упругопластической деформации поверхности контакта при ударе. При напряжениях, превышающих предел упругости, местная деформация включает две составляющие— упругую и пластическую. Для упругой деформации справедлива приближенная зависимость Герца [c.11]

Шение таких материалов происходит в волне разрушения, аналогичной в некотором смысле детонационной волне во взрывчатых веществах Р ]. [c.183]

Здесь предположено, что плотность каждой частицы разрушенного вещества равна плотности материала перед волной разрушения. Таким образом, в самом общем виде уравнение энергии дает линейную связь второго и третьего моментов распределения р г). Конкретные предположения относительно функции р(г) позволяют получить более определенные результаты. Например, наиболее грубое предположение [c.476]

Это условие вытекает из общего условия на фронте волны разрушения, так как в данном случае волна разрушения — квази-статическая (см. формулу (8.67)). Величина а весьма просто связана с константой данного процесса D. [c.483]

Тем самым при численном моделировании процессов деформирования реальной среды может быть допущена двойная погрешность первая и весьма трудно устанавливаемая погрешность допускается при моделировании реальной среды (физически всегда дискретной, хотя и достаточно мелких масштабов) в виде континуальной модели вторая — на этапе численной дискретизации построенной континуальной модели (не говоря о других погрешностях при численной реализации, вопросах сходимости и т. д.). В связи с этим перспективным и методически оправданным является использование дискретных подходов на более ранних этапах моделирования задач механики сплошных сред, особенно задач с высокими градиентами скоростей, разрывами и поверхностями раздела, ударными волнами, разрушением, неоднородностью, сложной пространственной или физической структурой. Эту тенденцию не следует понимать буквально как полный отказ от континуальных представлений, но в то же время целесообразны дальнейшая разработка и создание механики дискретных систем или дискретных сред, являющейся промежуточным звеном между механикой материальных точек со связями [135] и континуальной механикой сплошных сред. Главное при этом — задание характерных масштабов усреднения определяющих параметров процесса по пространству и времени, например характерного размера выделенных дискретных элементов или объемов среды, для которых массу можно полагать сосредоточенной в точке, т. е. использовать для этих элементов средние значения сил инерции, количества движения или среднее значение внутренней энергии. [c.84]

Вероятно, дробление стекла осуществляется сеткой трещин сдвига, инициируемых на поверхности образца, где, как известно, сконцентрированы зародышевые микротрещины и другие потенциальные очаги разрушения. Под действием девиаторных напряжений сетка трещин прорастает вглубь образца. Таким образом, волна разрушения распространяется путем непрерывного роста зоны дробления в напряженном материале. В работе [93] варьированием соотношения [c.115]

Рис.3.27. Траектория распространения волны разрушения в образце.

Возможность образования волн разрушения в напряженном хрупком материале обсуждалась теоретически в работах [95 — 97]. Следует отметить, что из теоретических соображений не удалось верно оценить скорость ее распространения. Экспериментально волны разрушения в стекле наблюдались в условиях точечного взрыва [98], при этом ее скорость найдена равной 1,3 км/с, что согласуется с результатами описанных выше измерений в условиях одномерной деформации. Однако, в случае сферической симметрии создаются растягивающие напряжения в окружном направлении, что существенно отличает условия деформирования от плоского случая. В подтверждение возможности дробления стекла, сжатого плоской упругой волной, можно привести также отмеченные выше искажения плоских внутренних поверхностей пластин в стопе по достижении динамического предела упругости. [c.116]

Образование волны разрушения объясняет различие структуры профилей продольных и поперечных напряжений в стекле К8 при [c.116]

ГПа в стекле зафиксированы волны разрушения для этого диапазона на графике приведены результаты измерений разности главных напряжений перед и за волной разрушения. Хотя измерения проведены для разных стекол и поэтому их сопоставление не вполне [c.117]

С увеличением интенсивности нагрузки скорость волн разрушения возрастает, уменьшается ее отставание от волны упругого сжатия. С другой стороны, при напряжениях выше 10 ГПа в стекле начинаются процессы уплотнения, которые могут играть роль механизма пластической деформации и обеспечивать полную релаксацию сдвиговых напряжений. Известно, что многие микропластические эффекты объясняются уплотнением стекла под давлением [85, 100, 101]. Релаксация сдвиговых напряжений при необратимом уплотнении подавляет образование и рост сдвиговых трещин, поэтому в области уплотнения волны разрушения не фиксировались [90]. Максимальная степень уплотнения достигается при давлении 15 ГПа исчерпание внутренней подвижности материала при уплотнении сопровождается появлением второй области анизотропных состояний ударно-сжатого стекла на рис.3.29. [c.118]

Некоторую дополнительную информацию дает математическое моделирование проведенных экспериментов [102]. Исчерпывающего описания процессов в волне разрушения в настоящее время нет. [c.118]

В случае постоянной скорости волны разрушения расчеты показали образование двухволновой конфигурации не только на профиле Оу Ь), но также и на профиле продольных напряжений чего не [c.119]

Рис.3.31. Профиль скорости свободной поверхности образца толщиной 5,15 мм, рассчитанный с учетом замедляющейся волны разрушения.

Таким образом, совокупность экспериментальных и расчетных данных указывает на возможность образования волн разрушения при ударном сжатии гомогенных хрупких материалов. Скорость этой волны является дозвуковой и убывает по мере распространения. Волна разрушения представляет собой расширяющуюся сетку пересекающихся трещин, зародившихся на поверхности тела под действием напряжения сжатия. В результате дробления материала в волне разрушения его сопротивление сдвигу и растяжению резко уменьшается. [c.120]

Инициирование роста трещин происходит на части поверхностных дефектов, доля которых определяется скоростью приложения нагрузки и ее конечной величиной. Известно, что пересечение двух трещин приводит к остановке роста одной из них, поэтому среднее расстояние между трещинами может возрастать по мере распространения волны разрушения. Вероятно, этим объясняется уменьшение скорости волны разрушения с пройденным расстоянием. [c.120]

Можно надеяться, что исследования волн разрушения стимулируют создание нелокальных моделей динамического деформирования. В современных расчетах процессов взрыва, высокоскоростного удара и других интенсивных импульсных воздействий реакция материала в каждой точке среды описывается локальными определяющими соотношениями. При таком описании реакция материала полностью определяется набором параметров состояния среды в данной частице и не зависит от состояния соседних частиц. Не вполне ясно, как в такой манере можно описать континуальным образом, например, рост сетки трещин, распространяющихся от частицы к частице среды. Возможно, рост сетки трещин может быть описан на основе аналогии с диффузионными процессами, [c.121]

Акустический анализ влияния разрушения на структуру волны сжатия. Численное моделирование волны разрушения, результаты которого обсуждались в предыдущем разделе, позволяет анализировать ряд конкретных ситуаций, но не может представить общую картину явления. Рассмотрим в акустическом приближении формирование волны сжатия в упруго-хрупкой среде, занимающей полупространство А > О (А —лагранжева координата), при воздействии ударника (расположенного при А < 0) со скоростью В момент соударения формируется упругая волна, распространяющаяся вглубь образца со скоростью С[, равной продольной скорости звука. Предполагаем, что одновременно на поверхности появляется волна разрушения, движущаяся по образцу с скоростью и, не превышающей объемную скорость звука Сд. Закон изменения скорости волны [c.121]

Рис.3.32. Поле течения, рассматриваемое при акустическом анализе волны разрушения.

Если время релаксации сдвиговых напряжений конечно, то все величины непрерывны на фронте волны разрушения и при t = t h) также выполняется граничное условие, связывающее продольное напряжение к) с массовой скоростью к) и соот- [c.122]

При мгновенном разрушении это условие остается справедливым, если приближаться к фронту волны разрушения со стороны неразрушенного материала. При движении со стороны зоны разрушения соотношение (3.14) не выполняется и на фронте волны разрушения следует ставить условия, следующие из законов сохранения на разрыве. Однако, как будет показано ниже, этот частный случай следует из общего решения при стремлении времени релаксации к нулю. Причем, при соответствующих предельных переходах определяются напряжение и массовая скорость как слева, так и справа от фронта волны разрушения. [c.122]

При написании последнего уравнения использовано явное выражение для сдвиговых напряжений, полученное в результате интегрирования (3.16) с начальными условиями на фронте волны разрушения. Полученную систему решаем методом Лапласа. С этой целью предварительно сделаем замену независимых переменных [c.123]

Причем в найденное решение входит массовая скорость на фронта волны разрушения, которая определяется из условия ограниченности и м при S -> 00. Наиболее просто удовлетворить этому условию [c.124]

Ч[ТО напряжения Ni, М2 и N3 таковы, что не вызывают распространения сдвиговых микротрёщин и тем самым разрушения сплошного тела (собственно говоря, это накладывает ограничение в основном на разность главных напряжений). Однако предполагаем, что напряжения Ni, N2, достаточно велики для того, чтобы поддержать распространение стационарной волны разрушения. Тогда в полупространстве х > О с некоторой скоростью V Пойдет волна разрушения (дробления), которую мы будем представлять себе в виде плоскости разрыва х = Vt разделяющей разрушенный материал от неразрушенного (x Vt). Разрушенный материал представляет собой множество отдельных частиц. Движущихся со скоростью V относительно покоящейся неразрушенной части тела. Волна разрушения, очевидно, имеет толщину порядка характерного размера частиц. Запишем законы сохранения массы и количества движения на скачке разрушения. Имеем [c.475]

Стационарный режим распространения волны разрушения розможен лишь в том случае, когда скорость V равна скорости распространения продольных упругих волн Со. Действительно, У не может быть меньше Со, так как тогда волна разгрузки обгонит волну разрушения, а самопроизвольное разрушение разгруженного материала невозможно (напомним, что фронт — плоский). Величина V, очевидно, также не может быть больше скорости распространения возмущений Со, которые подготавливают материал к разрушению. Заметим, что эти соображения Совершенно аналогичны тем, которые приводят к гипотезе Чеп-Леиа — Жуге в теории стационарной детонации. [c.475]

Рассматриваемая волна разрушения (дробления) является рмжоторым аналогом волны разрежейия в сжимаемом газе. [c.475]

Возникновение волны разрушения. Пусть образец подвергается одноосному сжатию. Согласно условию (8.67), волна раз- ушения возникнет только в случае, если удельная упругая [c.477]

Для этого необходимо изучение зависимостей величины деформации Д и размера трещин /тр от времени. Построение кривых A t) и l-rp(t) еще недостаточно для понимания микроскопического механизма, который может существенно отличаться от осредненной макрокартины. Так, например, достаточно чувствительные. методы показывают, что и пластическая деформация и разрушение развиваются неравномерно (скачками), хотя в среднем (макроскопически) развитие обычно кажется непрерывным. После того как трещина прошла через данную зону (точку), в последней, во всяком случае при растяжении, напряжения снимаются и процесс (волна разрушения) перебрасывается на соседние зоны, скорость этих процессов неодинакова (см. гл. 11). При изучении кинетики разрушения следует также учитывать возможное изменение состояния тела, например напряженного состояния по мере развития трещины, или физико-механических свойств по мере накопления действия облучения, или физикохимических процессов и т. п. [c.70]

Иногда цепочка используется как простейшая модель (одномерной) сплошной среды, удобная для расчета на ЭВМ. Однако ее дискретность полезна и по существу — для описания тех процессов, в которых часть энергии воспринимается внутренними степенями свободы . Это происходит, например, при распространении ударных волн, волн разрушения (дробления), трещин, т.е. там, где переменные, описьюающие поле, претерпевают сильные разрывы. В этих условиях модель сплошной среды без внутренней структуры оказывается некорректной в рамках этой модели не вьшолняется закон сохранения энергии (конечно, при описании соответствующих процессов указывается, что избыток энергии переходит в тепло, в поверхностную энергию. .., но эти переходы находятся вне теории среды, не описываются ею). Замена непрерывной среды дискретной (средой со структурой) позволяет устранить этот дефект, одновременно описать состояние на микро- и макроуровнях и установить связь между ними [2]. [c.175]

Волна разрушения в стекле.Специфической особенностью поведения стекол и, возможно, других высокооднородных хрупких материалов является образование в них волн разрушения при сжатии в области упругого деформирования. Волна разрушения в стекле фиксировалась в экспериментах с зондированием ударно-сжа-того образца волнами разрежения [90]. [c.113]

ТОЛЩИН ударника и образца сопоставлялась динамическая прочность стекла на разрыв перед волной разрушения и за ней. Измерения показали, что прочность стекла высока перед волной разрушения и падает практически до нуля за ее фронтом. Судя по результатам эксперимент1 )в с образцами, имеющими различную степень обработки поверхностей [94], даже в случае полированных поверхностей концентрация напряжений на поверхностных микронеоднородностях достаточна для инициирования сдвиговых трещин. Эксперименты с волнами сжатия различной интенсивности [94] указывают также на возможность существования некоторого порогового напряжения для зарождения волны разрушения и зависимость ее скорости от напряжения. [c.116]

Из сопоставления формы профилей скорости поверхности образцов стекла и плавленного кварца можно предположить, что роль волны разрушения не ограничивается изменением режима переотра-жения на границе с экраном и появлением нового отражения на ее фронте. Экспериментальные профили имеют качественные различия непосредственно за первой волной сжатия. Представляет интерес более подробный анализ влияния волны разрушения на динамику процесса распространения волн в ударно-сжатых образцах. [c.118]

Рис.З.ЗО. Профили продольного и поп.еречного напряжений, полученные в результате численного моделирова1[ия При равпозамедлеипом движении фронта волны разрушения.

По-видимому, волны разрушения возможны не только в стекле, но и в других гомогенных хрупких материалах, где дефекты структуры сосредоточены в основном на поверхности тела в то время как его внутренняя часть свободна от очагов зарождения микротрещин. Так, например, в работе [104] приведены результаты наблюдений свечения в монокр11сталлических образцах кварца при ударном сжатии в окрестности динамического предела упругости. Динамический предел упругости монокристаллического кварца при ориентации нагрузки вдоль оси X составляет 6 ГПа [91, 105]. Сжатие монокристаллов кварца в этом направлении ударной волной с амплитудой 5 ГПа вызывает появление сетки светящихся полос, ориентированных по плоскостям скола. С ростом давления ударного сжатия эта сетка сгущается до образования сплошного фона. Возможно, [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...