Ударное взаимодействие веществ

Углепластики 353. 542 Ударное взаимодействие веществ 107 Удельный износ по И.В. Крагельскому 145, 282, 520, 521 [c.575]

Иногда говорят об испарении вещества в самой ударной волне. Такое утверждение является неправильным, если под испарением понимать фазовый переход в обычном термодинамическом смысле. Называть плотное вещество жидкостью или газом можно лишь в условном смысле, в зависимости от соотношения между кинетической энергией теплового движения атомов и потенциальной энергией их взаимодействия. Переход от жидкости к газу , если нагревать вещество при постоянном объеме, осуществляется непрерывно. Вообще, нужно напомнить, что при давлениях и температурах выше критических все вещество однородно и разделения фаз не происходит. Следует заметить, что утверждение о том, что в достаточно сильной ударной волне вещество перестает быть твердым, имеет вполне реальный физический смысл (твердое вещество плавится). [c.593]

Пособие написано на основе спецкурса, читаемого авторами на физическом факультете МГУ, и содержит материал, отражающий современное состояние важного раздела механики сплошных сред. Наряду с традиционными включены вопросы, получившие интенсивное развитие в последние годы. Подробно рассмотрены эволюция конечных возмущений в сплошной среде, взаимодействие и устойчивость ударных волн разобраны особенности распространения ударных волн в термодинамически неравновесных газах и твердых телах обсуждаются физические эффекты, сопровождающие распространение ударных волн в ионизированных газах и твердых телах. Исследуется явление световой детонации, сопровождающее взаимодействие мощного-лазерного излучения с веществом. [c.2]

Прочность соединения может достигаться двумя путями при совместном пластическом деформировании двух твердых веществ (имеются в виду все способы сварки в твердом состоянии — при статическом и ударном давлении, взрыве и т. д.) и в процессе взаимодействия твердой и жидкой фазы, когда последняя смачивает поверхность твердого вещества. [c.90]

Произвольный разрыв возникает в момент взаимодействия сильного разрыва с сильным или контактным разрывом или при соударении двух -тел, разделенных предварительно вакуумным зазором. Произвольные разрывы неустойчивы, время их жизни равно нулю. В результате распада произвольного /разрыва в его окрестности возникает новое течение, содержащее волны разрежения, области постоянного течения и ударные волны. Для веществ с нор--мальными термодинамическими свойствами в результате распада произвольного разрыва могут возникнуть следующие конфигурации волн . [c.126]

Все это создает возможность практического упрочнения изделий взрывом и поиска новых технологических приемов обработки. Энергия, возникающая при детонации взрывчатых веществ, зачастую достаточна не только для упрочнения изделий, но и для их разрушения. Дефекты, безобидные при обычных методах обработки металлов, могут стать опасными концентраторами напряжений при взаимодействии с сильными ударными волнами и привести к разрушению деталей, поэтому-взрывом надо умело управлять, ослабляя его разрушающее действие. [c.3]

На рис. 1.3 иллюстрируются ударно-волновые взаимодействия при соударении жесткого (например —медного) ударника с менее жесткой (например —алюминиевой) и относительно толстой преградой. В момент соударения на поверхности контакта ударника с преградой имеет место скачок массовой скорости — вещество преграды справа от границы покоится, а вещество ударника имеет некоторую начальную скорость Ыд в направлении к преграде. Давление в [c.18]

В результате многократных отражений волн в преграде формируется волна разрежения со ступенчатым профилем давления — рис.1.3в. Продолжая анализ далее можно увидеть, что после выхода ударной волны в преграде на ее свободную тыльную поверхность образуется отраженная центрированная волна разрежения. В области взаимодействия встречных волн разрежения в преграде движение среды уже не описывается простой волной и изменение состояния частиц вещества не совпадает ни с одним интегралом Римана. В этом случае значения давления и массовой скорости отыскиваются на пересечении Римановых траекторий изменения состояния вдоль и С -характеристик, проходящих через рассматриваемую точку в данный момент времени. В частности, вдоль хвостовой характеристики отраженной волны разрежения в преграде изменение состояния происходит по траектории с положительным наклоном, проходящей через точку ы = 2ы,, р = 0. Вдоль хвостовой характеристики падающей волны разрежения в преграде изменение состояния происходит по траектории с отрицательным наклоном, проходящей через точку ы = О, р = 0. Из рис. 1.36 видно, что пересечение этих двух фазовых траекторий имеет место в области отрицательных давлений. [c.20]

Следующим полезным примером волновых взаимодействий является распространение ударной волны в теле, содержащем тонкую прослойку вещества с отличающимся динамическим импедансом (рис. 1.5). Независимо от соотношения динамических импедансов после многократных отражений волн в прослойке устанавливаются давление и скорость, равные параметрам за ударной волной в [c.21]

Неожиданным оказалось отсутствие значительного влияния амплитуды ударной нагрузки на откольную прочность монокристаллов молибдена С ростом интенсивности ударной волны в результате пластической деформации возрастает плотность дислокаций в материале. Ожидалось, что при этом должна возрастать и концентрация очагов разрушения, образующихся в результате взаимодействия дис-локаций, что должно приводить к снижению прочности вещества. [c.200]

Задача теории ударных труб очень близка к той, которую называют задачей о взрыве. Разница состоит в том, что в задаче о взрыве обычно предполагается, что газ высокого давления образуется в результате быстрого сгорания конденсированного (твердого или жидкого) взрывчатого вещества, т. е. имеет очень высокую (для газа) плотность, а также в том, что в задаче о взрыве очень важно изучение движений не только с плоскими, но и со сферическими и цилиндрическими волнами. При взрывах развивается весьма высокое давление (для типичных взрывчатых веществ оно достигает сотен тысяч атмосфер), причем, в отличие от теории ударных труб, основной теоретический интерес представляет определение интенсивности ударной волны от взрыва не только на начальной стадии ее распространения, но и, притом даже в большей степени, на стадии взаимодействия ударной волны с догоняющими ее возмущениями вплоть до расстояний, очень больших по сравнению с первоначальным объемом взрывчатого вещества и даже по сравнению с областью, занятой расширившимися продуктами взрыва. (Для типичных взрывчатых веществ объем расширившихся до атмосферного давления продуктов взрыва превышает первоначальный объем взрывчатого вещества в 800—1000 раз, т. е. в случае сферического взрыва радиус объема продуктов взрыва всего примерно в 10 раз больше начального радиуса.) Расчет движения газов после взрыва в конкретных случаях можно произвести с помощью уже описанных ранее решений задач о взаимодействии ударной волны и контактного разрыва с подходящими к ним сзади возмущениями. [c.219]

И выше текучесть в размягченном состоянии. Этим свойством набухших полимеров часто пользуются для повышения ударной прочности или эластичности изделий, для облегчения самого процесса формования, вводя специальные вещества — пластификаторы. Пластификатор тем надежнее сохраняется в полимере и придает тем большую набухаемость, чем прочнее возникают силы взаимодействия между его молекулами и полярными группами молекул полимера. Пластифицирование, понижая температуру текучести полимера и усиливая подвижность молекул в вязко-те-кучей стадии, облегчает и ускоряет свариваемость полимера и повышает однородность материала в зоне сварного шва. Из свариваемых термопластов особенно часто используют пластифицированный поливинилхлорид —пластикат. [c.17]

В данной работе, в отличие от работ других исследователей, рассматривается кумуляция магнитного поля в монокристалле sl сходящейся ионизующей ударной волной. Дано детальное исследование этого процесса на основе модели, предложенной в [1-3]. Эта модель использует уравнения состояния и зависимость электропроводности от температуры, полученные на основе теоретических и экспериментальных данных для таких кристаллов [10-12]. Благодаря этому в процессе сжатия учитываются как сжимаемость среды, так и переменность ее электропроводности. Это позволило изучить динамику процесса и влияние на него магнитного поля. Установлено, что учет указанных свойств вещества приводит к качественно новым эффектам при взаимодействии магнитного поля и среды. [c.146]

Если жидкость становится проводником электричества, то к сложностям гидродинамики добавляются сложности электродинамики. Многообразие решений, которые кажутся возможными при таком взаимодействии, может даже расширить суш,ествуюш,ий диапазон применения гидродинамики. Покажем ширину этого диапазона на нескольких примерах. Имеются сведения, что можно управлять аэродинамическим пограничным слоем более удовлетворительным образом, чем путем его сдувания или всасывания, используя магнитогидродинамический эффект. Уже построены ударные трубы и плазменные генераторы, дающие потоки вещества, скорости которых в несколько раз, а температуры во много раз выше скоростей и температур потоков, полученных нри выделении химической энергии или путем нагнетания. С применением магнитогидродинамики становятся возможными ракетные двигатели, величины удельного импульса которых выше величин удельного импульса любых двигателей, даже сегодня еще только проектируемых оказывается, что магнитогидродинамика имеет непосредственное отношение к управлению колоссальным потенциалом энергии термоядерной реакции. [c.546]

Между волнами образуется два постоянных течения, разделенных контактным разрывом, на котором давление и массовая скорость непрерывны, а плотность, температура, энтропия и другие термодинамические величины, как правило, разрывны. Каждое из взаимодействующих веществ характеризуется зависимостью Р 11),. которая является ударной адиабатой для давлений, превосходящих начальное, и изэнтропой — для меньших давлений. Абсолютное зна- [c.127]

ЩИХСЯ там нейтрино, внутри звезды формируется нейтринная фотосфера. Нейтринный нагрев падающей оболочки, выгорание в ней оставшегося ядерного горючего во время коллапса, а также отскок падающей оболочки от поверхности образовавшейся нейтронной звезды оказываются недостаточными для того, чтобы выбросить вещество с ки-нетич. энергией 10 °- 10 эрг (характерной лля сверхновых). Осн. причины этого заключаются в том, что нейтринный поток тормозит падение оболочки, а образующаяся при отскоке оболочки ударная волна дополнительно ослабляется из-за затраты большей части её. энергии на диссоциацию в оболочке атомных ядер железного пика (т. е. ядер с массовыми числами, близкими к 56). Быстрые потери энергии за счёт испускания нейтрино из области нейтринной фотосферы приводят к увеличению радиснта темп-ры и развитию конвекции. Это может существенно увеличить энергию каждого вылетающего нейтрино и соответственно сечение его взаимодействия с веществом, что способствует взрыву. [c.494]

Кратко опишем экспериментальную процедуру, примененную в [29]. Комбинированный ударник, состоящий из дву.х слоев, тормозится на плоском образце испытуемого материала. По материалу передней пластины и исследуемому веществу распространяются ударные волны. Если материал задней пластины ударника более жесткий по сравнению с материалом -передней пластины, то при итраженпи от границы раздела двух пластпп по передней будет распространяться ударная волна. Падение этой волны на границу раздела ударник — исследуемое вещество возбуждает в последнем вторую ударную волну. Если, наоборот, материал задней пластины ударника мягче материала передней пластины, то, в результате взаимодействия волн в исследуемом веществе вслед за ударной волной будет распространяться волна расширения. [c.194]

Встречаются также условия, в которых, наряду с коррозионной средой, на металл действуют знакопеременные нагрузки (повторяющееся сжатие, растяжение, изгиб, скручивание и т. п.), вызывающие усталость металла. В этом случае разрушение металла наступает быстрее, чем при действии только одного из указанных факторов, и такое разрушение принято называть коррозионной усталостью. Разрушение металла в условиях ударного воздействия коррозионной среды получило особое название коррозионная кавитация . Часты случаи, когда коррозия металла начинается с поверхности, но затем распространяется под поверхностные слои металла, в результате чего металл расслаивается (подповерхностная коррозия). По механизму протекания коррозионного процесса различают химическую коррозию (коррозию в газах без конденсации влаги на поверхности металла, а также в среде агрессивных органических веществ — неэлектролитах) и электрохимическую коррозию, относящуюся обычно к случаям коррозии с возможностью протекания электрического тока. В этих случаях вследствие, например, структурной неоднородности металла на его поверхности при взаимодействии с электролитом возникает множество микрогальванопар. Возможно также возникновение и макрогальванопар, например в месте контакта разнородных металлов (контактная коррозия). , [c.7]

В монографии обобщены литературные данные и собственные экспериментальные и теоретические результаты авторов в области упруго-пластических, прочностных и кинетических свойств материалов различных классов при ударно-волновом нагружении, приведены необходимые сведения из механики сплошных сред, обсуждается современная техника экспериментов. Суммированы результаты экспериментальных исследований и расчетные модели вязко-упруго-нластической деформации и разрушения материалов различных luia oB, включая металлы и сплавы, хрупкие керамики и горные породы, монокристаллы и стекла, полимеры и эластомеры, в ударных волнах. Представлено несколько наиболее важных примеров полиморфных превращений веществ в ударных волнах. Анализируется механический эф кт взаимодействия импульсов лазерного и корпускулярного излучения с веществом. Представлен обзор уравнений состояния и кинетики разложения взрывчатых веществ в ударных и детонационных волнах. Подбор и изложение материала ориентированы на расчетное прогнозирование действия взрыва, высокоскоростного удара, импульсных лазерных и корпускулярных пучков. В мо1юграфию включены сведения справочного характера. [c.1]

При подготовке монографии мы стремились сделать ее полезной как для специалистов, так и для заинтересованных представителей смежных профессий и студентов. Для полноты представления материала в первых двух главах кратко изложены сведения из механики сплошных сред в объеме, необходимом для обсуждения экспериментов, и обзор современных экспериментальных методов. В третьей и четвертой главах обсуждаются результаты экспериментальных исследований вязкоупруго-пластической деформации материалов различных классов в ударных волнах и расчетные модели неупругого деформирования. Сопротивление разрушению конденсированных сред в субмикросекундном диапазоне длительностей нагрузки изучается путем анализа откольных явлений при отражении импульса ударного сжатия от поверхности тела. Механизм и динамика откольного разрушения в конструкционных металлах и сплавах, пластичных и хрупких монокристаллах, керамиках и горных породах, стеклах, полимерах, эластомерах и жидкостях обсуждаются в пятой главе. В шестой главе представлено несколько наиболее важных примеров полиморфных превращений веществ в ударных волнах. Некоторые вопросы взаимодействия импульсов лазерного и корпускулярного излучения с веществом, что является одним из новых приложений физики ударных волн, обсуждаются в гл.7. Восьмая глава представляет собой обзор уравнений состояния и кинетики разложения взрывчатых веществ в ударных и детонационных вол- [c.7]

Помимо традиционных способов создания высоких плотностей энергии, в научных исследованиях, в новых технологиях, медицине и других областях все более широко применяются мощные импульсы лазерного и корпускулярного излучения. Если энерговьщеление происходит достаточно быстро, то плотность поглощающей среды не успевает измениться в соответствии с ростом температуры, поэтому давление в ней возрастает. В результате быстрого энерговьщеления в облучаемой мишени формируются волны сжатия, что в значительной мере определяет результат воздействия. В связи с этим возникает проблема описания явление с тем, чтобы, с одной стороны, понимать, прогнозировать и регулирввать результаты взаимодействия мощных импульсов излучения с веществом, и, с другой стороны, получить возможность использования современных методов физики ударных волн для диагностики самого воздействующего излучения. [c.243]

В том случае, если наибольший интерес представляет слабоиони-зованная плазма с сильным взаимодействием зарядов с нейтральными частицами, эффективным является метод адиабатического сжатия. В этом методе отсутствуют эффекты необратимости и поэтому удается получить пониженные, по сравнению с ударно-волновым Методом, температуры и значительные плотности вещества [21, 26, 27, 28]. Соответствующие установки были разработаны в сороковых годах [28] и позволили провести уникальные измерения характеристик сверхплотных газов при температурах до 9 10 °К и давлениях ДО 0,1 ГПа. В качестве примера на рис.9.4 показана схема установки с тяжелым поршнем [26], на которой были проведены измерения электропроводности плазмы при степени адиабатического сжатия до 25, что соответствует давлению 33 МПа и температурам 4900-6100 °К. [c.347]

Таким образом, современная экспериментальная техника позволяет путем регистрации мощных ударных волн и волн разрежения в металлических образцах единым методом проводить исследование разнообразных состояний вещества—от сильносжатой металлической плазмы, где ионы разупорядочены, а электроны вырождены, до квазинеидеальной больцмановской плазмы и разреженного металлического пара. По мере расширения в системе происходят многообразные малоизученные физические процессы—снимается вырождение электронов, коренным образом перестраивается электронный энергетический спектр, осуществляется частичная рекомбинация плотной плазмы, реализуется переход металл-диэлектрик в электронной неупорядоченной структуре и возникает неидеальная по отношению к различным видам межчастичного взаимодействия плазма. Полученные результаты дали возможность впервые объединить участки фазовой диаграммы, соответствующие радикально отличающимся физическим состояниям [74]. [c.370]

Американские исследователи предложили [17] схему абсолютных измерений массовой скорости в условиях ядерного взрыва, которая основана на регистрации доплеровского сдвига резонансов взаимодействия нейтронов с ядрами движущегося вещества по отношению к их положению у покоящихся ядер. Схема этих опытов показана на рис.9.16. Ударная волна создавалась в урановом экране в результате деления его ядер под воздействием потока нейтронов, образующихся при ядерном взрыве. Для этого на расстоянии 1,1м от ядерного заряда помещался докритический блок из урана-235, экранированный от взрыва поглотителем медленных нейтронов из карбида бора. На поверхности уранового блока был смонтирован исследуемый молибденовый образец с установленными в нем световодами для измерения скорости движения фронта ударной волны. Нейтронный поток, возникающий при взрыве ядерного устройства, вызывает быстрый и равномерный нагрев урана приблизительно до 50 эВ, который сопровождается соответствующим возрастанием давления. В результате распада разрыва в молибденовом образце создается плоская ударная волна с давлением 2 ТПа. В опыте измерялась скорость фронта ударной волны и, с помощью пролетного спектрометра, регистрировались резонансные линии нейтронного поглощения в диапазоне энергий 0,3 —0,8кэВ, по доплеровскому сдвигу которых определялось значение скорости вещества. [c.373]

Адекватное описание явления коллапса возможно лишь в рамках релятивистской теории гравитации, в основе которой лежит общая теория относительности Эйнштейна. Эта теория приводит к принципиально новой ситуации в релятивистском коллапсе с учетом новых явлений, возникающих при комбинации квантовой теории материи с теорией тяготения Зельдович и Новиков, 1975). Ядра сверхновых звезд превращаются в нейтронные звезды или черные дыры - области особого состояния вещества с бесконечно большой плотностью, представляющие собой пространственно-временные сингулярности. Экспериментальное обнаружение нейтронных звезд и черных дыр стало возможным благодаря излучению, возникающему при их взаимодействии с ближайшими компаньонами (например, в случае, когда вблизи нейтронной звезды или черной дыры находится нормальная звезда, теряющая вещество вследствие мощного гравитационного притяжения ее соседа). Наиболее интенсивная потеря вещества идет тогда, когда звезда в ходе эволюции расширится и достигнет границ поверхности Роша - эквипотенциальной поверхности в тесной двойной системе, когда образуется односвязная область (Рис. 1.4.4). В этом случае возникает сложная динамическая структура массообмена, включающая поток вещества от звезды-донора с образованием ударных волн и тангенциальных разрывов, формирование аккреционного диска и изменение параметров звездного ветра в процессе эволюции системы, как это следует из численных газодинамических моделей Бисикало и др., 1997). [c.57]

ПЛАСТИФИКАЦИЯ полимеров — модификация полимерного материала, в результате к-рой достигается повышение подвижности макромолекул в целом, их участков, простейших надмолекулярных образований (пачек макромолекул) или всех этих структурных единиц. Технологич. целью П. может быть 1) повышение морозостойкости (посредством снижения тем11-ры стеклования), 2) повышение ударной прочности, 3) снижение модуля упругости и, как следствие этого, снижение твердости, 4) повышение текучести (при переработке материала в изделия). П. осуществляется введением в полимер спец. веществ — пластификаторов, не взаимодействующих с ним химически. Пластифицированная система является раствором пластификатора в поли море. [c.36]

Теория детонации в газах. Как известно, химич. превращеняя во взрывчатой газовой смеси могут иметь три основные различные формы, отличающиеся по величине скорости реакции. Гомогенное превращение, когда в каждой точке реакционного пространства реагируют в 1 ск. одинаковые количества вещества. Этот процесс возможен лишь тогда, когда скорость реакции настолько мала, что выделяющееся при реакции тепло путем теплопроводности м. 6. распределено по всему содержимому сосуда, т. е. процесс практически протекает изотермически. При больших скоростях реакции возникают сильные местные разогревы, к-рые в свою очередь ускоряют течение реакции и этим становятся исходным местом для второго типа процесса горения , при к-ром фронт горения высокой темп-ры пробегает по газовой смеси. Все же при этом давление в реакционной трубке практически одинаково, оно повышается равномерно и есть давление всего реагирующего вещества. При еще большем повышении скорости наступает такая стадия, когда не только тепло, но и связанное с реакцией повышение давления уже не успевают распределяться по окружающей массе. Эта стадия достигается тогда, когда скорость распространения фронта горения превышает скорость звука. В этом случае частицы нагревшегося газа, граничащие о фронтом горения, будут испытывать ударное сжатие, к-рое с своей стороны должно пове-сгч к дальнейшему увеличению скорости реакции Наступает третья фаза реакции, т. е. детонация, при которой местное повышение темп-ры связано с мгновенным повышением давления. Теоретически гомогенный процесс реакции является наиболее простым с точки зрения кинетики химического превращения, в то время как при горении, а тем более при детонации процесс усложнен взаимодействием теплопроводности и сжатия. Наоборот, если ограничиться только макроскопич. рассмот- [c.273]

Чем больше амплитуда ударной волны, тем ббльшую роль играют тепловые составляющие давления и энергии. При очень высоких давлениях порядка сотен миллионов атмосфер и выше, роль упругих составляющих становится малой, и вещество ведет себя практически как идеальный газ (идеальный в смысле отсутствия взаимодействия между частицами). Соответственно и ударная адиабата в этих условиях в принципе не отличается от ударной адиабаты идеального газа (с учетом процессов ионизации см. гл. III), т. е. и для твердого тела существует предельное сжатие в ударной волне. В пределе р оо температура также стремится к бесконечности, атомы полностью иониззтотся, и вещество превращается в идеальный, классический электронно-ядерный газ с показателем адиабаты у = Чз, которому соответствует предельное сжатие, равное 4 (если отвлечься от эффектов, связанных с излучением см. гл. III). [c.552]

Особенностью звукохимич. реакций является импульсный характер образования радикалов вследствие синфазного захлопывания кавитационных пузырьков (по аналогии с импульсным характером зву колю мипесцепции). Темп-ра внутри пузырька распределена неравномерно, с максимумом в его центре соответственно и пространственное распределение радикалов имеет аналогичную форму (сферически симметричное гауссово распределение). Пузырёк представляет собой автономную с точки зрения характера протекающих реакций систему — радикалы, образовавшиеся в соседних пузырьках, практически не взаимодействуют между собой. Минимальный радиус кавитационного пузырька rjYi 10 см) и первоначальное число радикалов в нём (—10 — 10 ) на много порядков превышают как размеры локальных областей ионизации жидкости ( шпор ), образующихся при распространении ионизирующих излучений, и количество радикалов в каждой из них (напр., при действии -лучей их не больше 10), так и число радикалов в клетке при фотолизе. X. д. у. по сравнению с фотолизом, ионизирующими излучениями, ударными волнами и другими физич. методами воздействия на вещество имеет следующие характерные особенности первоначальное пространственное разделение радикалов и растворённого вещества, участие инертных газов в физико-химич. процессах внутри кавитационного пузырька и двойственная роль химически активных газов, импульсный характер генерирования радикалов, концентрация энергии в центральной части кавитационного пузырька. [c.374]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...