Ударный фронт толщина

В работе [116] описан метод определения коэффициента тепловой активности покрытий в ударной трубе (относительным) импульсным методом. Источником теплового импульса длительностью от нескольких микросекунд до долей секунды служит в этом случае высокотемпературная пробка между ударным фронтом и контактной зоной. При числах Л4 = 4т-12 величина поверхностной плотности теплового потока составляет = (1 -ь 10) 10 кВт/м . Так как современная регистрирующая аппаратура позволяет вести запись теплового процесса при длительности его около 1 мкс, то появляется возможность измерять теплофизические характеристики тонких покрытий (минимальная толщина 10 мкм). [c.143]

Жения, которые достаточно высоки, дЛя того чтобы вызвать откол тонких шайб, т. е. разрушение, параллельное их поверхности, под действием отраженной волны растяжения, порожденной отражением прямой волны сжатия от свободной поверхности шайбы. Полученные результаты правильны, если волна имеет ударный фронт, за которым следует монотонное убывание интенсивности напряжений. Продолжительность действия напряжений порядка 10 мкс, максимальное напряжение о = 7,5 10 дин/см , что в 5—6 раз превышает предел прочности материала. Измерение скоростей частиц на тыльной поверхности плиты можно проводить с помощью отпечатка (вдавливания) по схеме, приведенной на рис. 12. Пусть 5 — площадь контакта шайбы и плиты, Н — толщина шайбы, I — время, от- [c.23]

Ударная волна может распространяться как в горючей смеси, так и в инертном газе. Рассмотрим инертный газ, перемещаемый поршнем. Если скорость движения поршня мала по сравнению со скоростью звука, молекулы, получающие при столкновении с поршнем дополнительную энергию, успевают разнести ее по всему объему газа. Процесс протекает практически равновесно, давление во всем объеме оказывается одинаковым. Если же скорость поршня (например, пули) превышает скорость передачи импульса молекулами (скорость звука), то у поршня создается давление, значительно превышающее давление газа вдали от него. Толщина фронта, в котором меняется давление, сравнима с длиной пробега молекул (порядка 0,1 мжм). Он называется фронтом ударной волны. Ударную волну можно создать и с помощью взрыва. Распространяясь в горючей смеси, ударная волна поджигает ее путем сжатия в очень узком фронте (толщиной около 0,1 мкм), за которым движется зона собственно горения толщиной 0,1— 1 см. При горении выделяется энергия, необходимая для поддержания ударной волны. В отличие от нормального пламени в реакцию здесь вступает неразбавленная смесь. Температура горения при этом выше (из-за разогрева при сжатии), поэтому смесь сгорает значительно быстрее, чем в нормальном пламени. Такое пламя движется с огромной скоростью, превышающей скорость звука и составляющей 2—5 км/с. [c.148]

С помощью интерферометра можно исследовать физическую картину газовых течений. Интерференционная картина обтекания модели или поля свободного потока дает возможность определить распределение плотности, форму ударного фронта, структуру ударного слоя и его толщину, найти зависимости параметров потока От формы и характерного размера модели и т. д. [118]. [c.152]

Позднее Рэлей (1910), Дж. Тейлор (1910), затем Р. Беккер (1921) получили формулу для толщины фронта ударной волны, толщины скачка уплотнения, рассматривая и теплопроводность и вязкость, полагая соответствующие коэффициенты постоянными По этим приближенным теориям для слабой ударной волны получалось, что чем больше возмущения, тем меньше толщина ее фронта, причем толщина имела порядок длины свободного пробега молекул. В случае сильной ударной волны значительно усложняется ее структура, необходимо учитывать излучение и лучистый теплообмен, что стало делом последующих лет. [c.316]

Толщина ударного фронта [c.46]

Ударный слой. В реальных газах прохождение частицы через ударный фронт представляет собой не мгновенный процесс, в котором состояние частицы меняется скачком из состояния перед фронтом в новое состояние за фронтом, а быстрый переход из одного состояния в другое в некоторой узкой области, или ударном слое. В этой области движение не может быть описано уравнениями движения идеальной жидкости, и, следовательно, возникают некоторые сомнения относительно справедливости предыдущего вывода соотношений Ренкина—Гюгонио. В силу этого вопрос о структуре ударного слоя представляет значительный интерес и ему посвящаются многочисленные исследования. Изучение ударного слоя позволяет глубже понять природу ударных волн, дает некоторую информацию о толщине ударного слоя и приводит к более обоснованному выводу соотношений Ренкина — Гюгонио. Кроме того, сравнивая полученные результаты с экспериментом, мы можем выяснить границы применимости уравнений Навье — Стокса. Из соображений [c.186]

Таким образом, среднее арифметическое значение скорости на графике Щ5) соответствует той толщине преграды, при которой период циркуляции звука в ней равен времени нарастания параметров в ударном фронте. [c.97]

Важны два других типа волн напряжения, возникающих в среде, в которой зависимость напряжение — деформация перестает быть линейной,— ударные волны и пластические волны. Ударная волна может образоваться в среде, когда скорость распространения больших возмущений превосходит скорость распространения меньших возмушений. При этих условиях любой импульс давления, распространяясь в среде, образует все более и более крутой фронт, толщина которого в пределе ограничивается молекулярным строением среды. С другой сто- [c.8]

Толщина переходной зоны зависит от свойств среды и управляется диссипативными силами, влияние которых становится существенным при возрастании перепада скорости в переходной зоне. Для жидкостей показано, что эта толщина имеет порядок одного среднего свободного пробега молекулы. Для газов это, очевидно, будет предельной толщиной, так как расстояние между молекулами, которые испытали ускорение от приближающегося ударного фронта, и молекулами, еще не испытавшими его воздействия, должно быть по крайней мере такого порядка. Кажется, не было опубликовано работ относительно вероятной толщины переходной зоны в твердых телах. [c.166]

Если же толщина зоны релаксации мала по сравнению с размером тела (или точнее с размером возмущенного слоя), то ее можно включить в ударную волну, не интересуясь структурой такого обобщенного ударного фронта (см. 2.2). [c.51]

Из единственности решения соотношений на ударной волне следует важный вывод равновесное состояние газа в конце плоской зоны релаксации не зависит от ее структуры и от характера процессов между сечениями до и после зоны ударного перехода. Таким образом, если толщина зоны релаксации мала по сравнению с размером тела (или с размером возмущенного слоя), то ее можно включить в ударный фронт с равновесным состоянием за ним, что значительно упрощает общую газодинамическую задачу. [c.58]

Упоминавшийся разрыв непрерывности в общем случае подразумевает, что толщина ударного фронта имеет порядок нескольких длин среднего свободного пробега молекул в среде перед ударным фронтом. В случае очень сильных скачков использование термина средняя длина свободного пробега как меры толщины ударного фронта едва ли будет верным из-за возбуждения внутренних степеней свободы молекул, составляющих среду. Например, в сильном скачке в воздухе происходит не только возбуждение вращательных и поступательных уровней энергии, но при достаточно высоких интенсивностях скачка может иметь место диссоциация молекул, ионизация и электронное возбуждение. Эти процессы происходят одновременно, и эффективные длины свободного пробега для каждого процесса будут разными. [c.23]

Решение (41) применимо в области, где толщина разрыва пренебрежимо мала по сравнению с длиной волны, Д/2л 1, и становится все более неточным по мере размытия ударных фронтов. В этом случае изменение спектрального состава волны описывается решением, полученным путем разложения в ряд Фурье выражения (34) и совпадающим в области примени- [c.21]

Впереди тела, движущегося в среде со скоростью, большей скорости звука в ней, находится головной участок ударной волны. У тел, им.еющих заостренную форму, головной участок ударной волны располагается очень близко к острию (рис. 192). Если тело имеет затупленную форму, то ударная волна отрывается от движущегося тела и распространяется впереди него (рис. 193). Перед головным участком ударной волны находится невозмущенная область /, а за фронтом этой волны — возмущенная область 2. Когда ударная волна доходит до какой-либо частицы среды, ее скорость возрастает скачком. Если в трубе слой сжатого газа между ударной волной и поршнем все время возрастает, то в данном случае, когда нет стенок, частицы сжатого газа непрерывно расходятся в стороны, освобождая место для движущегося тела. Поэтому слой газа между фронтом ударной волны и равномерно движущимся телом имеет постоянную толщину. Частицы газа, поступающие в этот слой, непрерывно расходятся пз него в стороны, вызывая возмущения в окружающей среде. [c.240]

Для установления условий на поверхности разрыва (рис. 18) рассмотрим тонкий слой с большим градиентом всех параметров и проинтегрируем (1.3.34), (1.3.37) по толщине слоя h, затем выполним предельный переход, устремляя /г к нулю. В результате получим следующие условия на фронте ударной волны [c.39]

Пусть в преграду толщины к по нормали к свободной поверхности ударяется тело длины I и среднего диаметра к = 2г со скоростью Ос- В результате удара образуется отверстие. Экспериментально установлено, что при ударе тела длины /> 2/ о в преграду толщины /г > 2го отверстие имеет цилиндрическую форму [12], [27], поэтому можно пренебречь краевым эффектом и считать, что диаметр отверстия определяется только радиальным расширением. В этом случае расчет радиуса отверстия сводится к решению следующей задачи. В момент времени i = О в срединной поверхности преграды образуется отверстие й = 2го, в котором действует давление р , равное давлению за фронтом ударной волны в момент начала соударения и распространяющееся по срединной поверхности с образованием ударной волны. Требуется найти закон расширения отверстия и его диаметр по окончании процесса соударения, предполагая материал преграды за ударной волной жидким или идеально-пластическим. Плотность среды за ударной волной считается постоянной и определяется из условий, имеющих место на ударной волне в момент взаимодействия. Предполагается, что за время движения среда перед ударной волной находится в покое. Задача обладает цилиндрической симметрией и рассматривается в полярных координатах. Уравнения движения и неразрывности принимают вид [c.193]

При прохождении волны нагрузки по толщине диэлектрика на электродах, прилегающих к его поверхностям и замкнутых через сопротивление малой величины (так называемые коротко-замкнутые электроды), возникает разность потенциалов, обусловленная ударной поляризацией диэлектрика на фронте волны. Группа произвольно ориентированных дипольных молекул с неравными массами, но с равными и противоположными по знаку зарядами на концах ориентируется вследствие высокого уровня ускорения при прохождении фронта волны вдоль направления ее распространения. Это сопровождается возникновением внутри диэлектрика электрического поля и наведением электрических зарядов на противоположных поверхностях слоя. [c.173]

Рассмотрим нагружение диэлектрического слоя плоской ударной волной, входящей в диэлектрик слева и распространяющийся по его толщине (рис. 84). На фронте волны (лагранжева координата х=хф) диэлектрик подвергается объемному сжатию [c.185]

Плоское соударение возбуждает в образце ударную волну, распространяющуюся в обе стороны от поверхности соударения, с постоянной амплитудой за ее фронтом до начала разгрузки. Длительность действия давления, снимаемого волной разгрузки, возникающей при отражении начальной волны нагрузки от тыльной поверхности образца, изменяется по толщине образца [c.212]

Рис. 118. Диаграмма (х, t) волновых процессов при плоском соударении пластины и образца (толщиной бпл и бобр соответственно) в случае распространения по материалу упруго-пластических волн с неударным (а) и ударным (б) фронтом.

Экспериментальные данные по откольной прочности в координатах Ор—а [о рассчитана по формуле (7.46)] приведены на рис. 119. Сопротивление откольному разрушению в соответствии с этими результатами растет с ростом скорости нагружения в плоскости откола по линейному закону с коэффициентом пропорциональности Аар/Дсг=1,05-10 с. При больших отношениях толщин образца и ударяющей плиты основной вклад в скорость нагружения вносит центрированная волна разгрузки от близлежащей к области откола свободной поверхности, и средняя скорость нагружения при этом сильно отличается от истинной. По этой причине принятие в качестве временного параметра откольного разрушения скорости спада за фронтом ударной волны не может характеризовать поведение материала, так как скорость деформирования в плоскости откола определяется в основном крутизной фронта отраженной волны нагрузки. [c.237]

Рис, 21. Возможная схема реактора- бомбы , в котором раскаленный расщепляющийся газ — плазма — индуцирует электрические токи в катушках X и Y 1 — огнеупорное покрытие толщиной около 13 мм (температура внутренней поверхности 3000° С) 2 — алюминиевые баки 3 —бетонное ограждение 4 — критическая зона (6000° С) 5 — тяжелая вода (отражатель и замедлитель нейтронов), заполняющая пространство между баками 6 — регулирующие стержни 7 — фронт ударной волны 8—ионизированный газ 9 — преследующий газ [c.69]

Сравнивая полученное значение б/ во влажном паре с толщиной скачка уплотнения в реальном газе, можно заметить, что это величины примерно одного порядка. Действительно, ширина фронта сколь угодно сильной ударной волны в реальном газе не может стать меньше длины свободного пробега молекул, так как молекулам газа, набегающего на разрыв, необходимо совершить по крайней мере несколько соударений, чтобы рассеялся направленный импульс и кинетическая энергия направленного движения превратилась в тепло. [c.195]

Этот перепад и есть ударная волна, которую ранее мы представляли разрывом. Ее скорость совпадает со скоростью разрыва (2.7), а з рактерная длительность т к" (т.е. пространственная толщина Со/к 41 эф/ио), где Рзф = 8 Со — эффективное значение кинематической вязкости, Uq — скачок скорости та ударном фронте. Приведем пример численной оценки. Толщина ударного фронта в воде (1 эф 3 10" см/с) со скачком давления Ро =- 1 МПа составляет I, 10" см. Ясно, что разрьшное приближение имеет смысл, только если мало по сравнению с внешним масштабом поля — характерной длиной волны X. Например, для воды при амплитуде [c.44]

Поэтому в координатах > />/аАх иу/аЛх форма импульса остается неизменной (рис. 2.9). Соответственно остается неизменным отношение толщины ударного фронта к длительности импульса I = осАх равное согласно (4.12) /I Ке", так что степень нелинейности плоского импульса при распространении не уменышется в отличие, скажем, от пилообразной волны. [c.47]

Эти простые формулы имеют, однако, ограниченную применимость. Прежде всего это связано с учетом диссипации хотя бы в рамках обобщенного уравнения Бюргерса (2.1). Оно уже не может быть приведено к уравне]шю с постоянными коэффициентами, и для него известны лишь некоторые приближенные решения. В решении (3.5) считается, что ударный фрош импульса близок к стациотрному, тогда его структура такая же, как в плоской волне (поскольку толщина фронта 6 = где V — кинематическая вязкость среды, заведомо мала по сравнению с радиусом его кривизны). Ясно, однако, что это справедливо лишь пока акустическое число Рейнольдса Ке //6 достаточно велико. Для плоской волны в виде одиночного импульса это условие всегда выполняется (если оно выполнялось вначале). Действительно, на больших расстояниях длина такого импульса / растет как у/У, а амплитуда падает как jyfx, т.е. 6 1/и Поэтому Ке остается постоянным, и если в начальный момент Ке > I, то ударный фронт всегда узок по сравнению с общей длиной импульса. Поэтому волна остается нелинейной до конца процесса. [c.83]

Рассмотрим вторую стадию, которую будем схематизировать следующим образом слой толщиной I монодисперсной газовзве-си с каплями, обладающими начальной скоростью (инициированной на первой стадии) в направлении движения волны, находится сзади фронта переднего скачка в газе. Для сравнения с этой схемой, которая будет обозначаться буквой (Ь), рассмотрим также другую схему (а),когда слой газовзвеси, имеющей нулевую начальную скорость Уго = О, находится впереди фронта волны (скачка) в газе. Ниже представлены результаты численного исследования возникающего нестационарного ударно-волнового двухфазного течения. [c.357]

При уменьшении потока интенсивности лазерного излучения уменьшаются температура и степень ионизации плазмы за фронтом ударной волны. По этой причине возрастает длина пробега излучения в плазме (толщина поглощающего слоя). По аналогии с теорией обычной детонации можно определить пороговое значение для интенсивности лазерного излучения, при котором еще возможен режим световой детонации. Естественно считать, что слой поглощающей плазмы за ударной волной расширяется не только в направлении движения ударной волны, но и в боковых направлениях. Отношение потерь энергии на боковое расширение к затратам на расширение в направлении движения ударной волны характеризуется отношением боковой поверхности цилиндрической зоны реакции 2лг1 к площади фронта яг , т. е. величиной //г. Волна световой детонации может существовать при условии, что /Сг. При радиусе светового канала г 10 -ь10 см длина пробега лазерного излучения становится сравнимой с г при температуре Т 20 000 К, чему соответствует пороговый световой поток / св 10 Вт/см2. При интенсивностях лазерного излучения ниже порогового режим световой детонации невозможен. Так как Рсв<.Рп, то режим световой детонации можно поддерживать меньшими световыми потоками, чем это требуется для первоначального создания плазмы и ударной волны. [c.111]

В приборе УЗИС ЛЭТИ реализован метод измерения скорости звука путем сопоставления времени распрострапегшя звука в измерительной и эталонной линиях. G его помош,ью можно определить скорости продольной и поперечной волн с погрешностью не более 0,5. .. 1,5 %. Высота образцов равна 12 мм, диаметр не менее 15 мм. Электроакустическими преобразователями служат кварцевые пластины Х-среза на продольные волны и Y-среза на поперечные. В приборе (рис. 9.1) формируются электрические импульсы прямоугольной формы, передний фронт которых возбуждает в пьезопреобразОвателе ударный импульс затухающих колебаний. Прибор имеет две акустические линии. В первой ударный импульс затухающих колебаний проходит через образец на приемный пьезопреобразователь, во второй такой же импульс проходит через слой жидкости (смесь дистиллированной воды и этилового спирта). Задний фронт прямоугольного импульса запускает ледущую развертку ЭЛТ, что обеспечивает индикацию на экране ЭЛТ одновременно обеих последовательностей затухающих колебаний. С помощью микрометрического винта, изменяя толщину слоя жидкости, их можно совместить. Это соответствует равенству времен, затраченных на прохождение УЗ-волн толи ины образца и слоя жидкости. Измерения проводят дважды сначала при отсутствии в измерительной линии образца (отсчет по микрометру Я ), затем вводят образец и находят Я . Если скорость волны в жидкости равна с , то искомую скорость упругой волны в исследуемом образце находят из соотношения с (1/Яа — Я ) Сда. Рабочие частоты прибора при продольных колебаниях 1,67 и 5 МГц, при поперечных 1,67 МГц. [c.413]

Приведенные экспериментальные данные, полученные по результатам квазистатических испытаний с высокими скоростями, по амплитуде упругого предвестника и скоростной зависимости откольной прочности металлов близки к значениям вязкости, определенным из анализа закономерностей распространения малых возмущений па фронте ударных волн [92, 242, 172, 173, 234]. Однако они значительно ниже значений, полученных в работе [101] в результате анализа смещения слоев металла при соударении плит под углом. В последнем случае для определения коэффициента вязкости использована параболическая зависимость продольного смещения слоя от его глубины, справедливая только для глубины больше 61 (61 — толщина более тонкой пластины). На этой глубине скорость деформации значительно ниже, чем вблизи точки соударения, что может повлиять на величину коэффициента вязкости. В табл. 4 приведены коэффициенты вязкости для некоторых металлов, определенные различными методами по результатам обработки скоростной зависимости сопротивления деформации, скоростной зависимости откольной прочности, затуханию упругого предвестника, результатам изучения закономерностей распространения малых возмущений на фронте ударной волны и из анализа процесса ква-зиустановившегося течения материала в области контакта пластин, соударяющихся под углом. [c.135]

Для исследования влияния боковой разгрузки на измерения был поставлен специальный опыт, заключающийся в обеспечении более раннего прихода к датчику боковой разгрузки по сравнению с разгрузкой от тыльной поверхности ударника. Как показал эксперимент, датчик регистрирует спад давления в ударной волне на 5% от максимума для образца толщиной 20 мм ио истечении примерно 7 мкс после прихода фронта ударной волны. Таким образом, в течение этого времени при данных схеме эксперимента и размерах образца и ударника деформирование за фронтом ударной волны можно считать одномерным. Максимум откольного импульса регистрировался для образцов толщиной 20 мм не позже 6 мкс за фронтом ударной волны и, следовательно, влиянием боковой разгрузки можно пренебречь. Для сравнения на испытательной машине ИНСТРОН была исследована прочность сцепления слоев под действием статических растягивающих напряжений. [c.227]

Гдф/е тпо1 ITO совпадает с выражением для толщины фронта слабой стационарной ударной волны со скачком скорости Ujni,. Расстояние L, на н-ром происходит существенное изменение формы волны, зависит от амплитуды и длины звуковой волны. Для плоской волны оно определяется ф-лой kL = еМд. Так, в воде для волны интенсивностью в неск. десятков Вт/см L — порядка сотни длин волн (рис. 2). В расходящихся (напр., сферич, или цилиндрич.) волнах эффект проявляется слабее, [c.289]

Бюргерса уравнение), то в этом случае конкуренция нелинейного увеличения крутизны профиля и его дисей пативного сглаживания может давать решения с неизменным во времени профилем — ударную волну с конечной толщиной фронта. Кроме того, возникнут решения с убывающей амплитудой. [c.406]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...