Метод ударного сжатия

МЕТОД УДАРНОГО СЖАТИЯ [c.433]

Естественно, что при этих условиях будет весьма эффективно проявляться сжимаемость кристаллов, хотя последняя и ограничена 2—3-кратным сжатием. Это ограничение в методе ударного сжатия является принципиальным, связанным с тем, что в физике ударных волн при сколь угодно больших интенсивностях скачков существуют предельные соотношения для сжимаемости вещества при сопутствующем сколь угодно большом увеличении температуры. [c.157]

Наиболее точное построение тарировочной кривой в соответствии с механизмом генерации сигнала, проанализированным в предыдущем параграфе, т. е. построение зависимости (5.10) по регистрируемому сигналу с диэлектрического датчика при прохождении импульса нагрузки может быть выполнено по результатам экспериментов с плоским соударением плит с заданной скоростью. Для материала с известной адиабатой ударного сжатия амплитуда волны может быть рассчитана по скорости соударения, что исключает погрешность определения нагрузки путем ее регистрации в независимой серии экспериментов, например с использованием емкостного датчика или другим методом. [c.181]

Как указывалось ранее, ири действии ударных нагрузок имеет место несколько видов разрушения, которые зависят от состава и структуры материала. Для исследования процесса разрушения проводятся испытания на удар, в ходе которых измеряется изменение по времени перемещений, нагрузок, поглощенной энергии, изучаются повреждения в экспериментальном образце и т. д. В настоящее время разработано несколько методов испытаний на удар. На рис. 6.13 изображена экспериментальная установка для испытаний на удар при вертикально падающем грузе [6.10]. На рис, 6.14 показаны испытания на маятниковом копре. Для испытаний на ударное сжатие используются стержни Гопкинсона. [c.158]

Известна попытка оценки максимального давления в искровом канале пробоя твердого диэлектрика путем регистрации фазовых превращений вещества вокруг искры /25/. Она не увенчалась успехом, однако идея использования химических превращений вещества как надежного и достаточно точного метода фиксации амплитуды волны сжатия представляется нам перспективной. В работах по ударному сжатию органических соединений /26-28/ отмечается, что на фронте ударной волны при определенных условиях возникают химические процессы полимеризации вещества. Хотя количество образующегося полимера существенно зависит от времени ударного сжатия, не вызывает сомнения однозначная связь между вновь возникшей химической связью и минимально достижимым давлением в волне. [c.58]

По сравнению со вторым изданием разд. 7 подвергся существенной переработке. В нем значительно шире представлены характеристики приборов и установок отечественного производства, а также приборов, производимых ведущими зарубежными фирмами, для определения теплофизических свойств веществ в условиях заводской лаборатории рассмотрены методы и установки, появившиеся после вь[хода в свет 2-го издания справочной серии. Принципиально новым является параграф, в котором описаны современные динамические методы определения теплофизических свойств при экстремальных параметрах состояния методы нагрева образца импульсом электрического тока, лазерной вспышки, ударного сжатия. [c.9]

Испытание металлов на ударное сжатие при скоростях деформации до 10 с . Избежать трудностей экспериментального характера по методике разрезного стержня Гопкинсона позволяет метод, суть которого заключается в следующем (рис. 11.6.8). Образец 1 в виде диска с прорезями, вьшолненными с шагом h деформируется между плоскими поверхностями ударника 2 и подкладкой плиты-динамометра 3 на метательной установке. Узкая полоса материала при этом деформируется в условиях плоской деформации (деформация в направлении оси полоски отсутствует), и ее сопротивление пластическому сдвигу (по критерию Мизеса) может быть сопоставлено с сопротивлением сдвигу при одноосном напряженном состоянии. Ширина полоски Ь выбирается из условия, что усилие ее деформирования не вызывает заметной пластической деформации в ударнике и плите-динамометре. Материал последних находится в условиях стесненной пластической деформации, что способствует снижению возникших в нем деформаций. [c.308]

Разнообразные экспериментальные методы выявления сдвиговой прочности ударно сжатых металлов базируются на представлениях о характере их высокоскоростного деформирования в ударных [c.188]

К третьей группе методов создания ударных волн отнесем такие, в которых электрический взрыв плоского проводника (фольгу) преобразуется в энергию ударного сжатия другого вещества. Эти методы удобны для получения нестационарных ударных волн умеренной и малой амплитуды [1, 2]. Как правило, тонкая металлическая фольга размещается на поверхности изолятора. При прохождении импульса тока (плотность тока достигает величины в 10 —10 А/м ) фольга испаряется. В испаренном материале фольги развиваются давления, которые транслируются в преграду из изолятора. Характерное время выделения основной доли энер- [c.264]

ПРОЧНОСТЬ, ОПРЕДЕЛЯЕМАЯ ПО МЕТОДАМ РАСТЯЖЕНИЯ, ИЗГИБА И УДАРНОГО СЖАТИЯ [c.75]

Прочность стекла на ударное сжатие. Для измерения прочности стекла по описанным ранее методам ввиду большого разброса получаемых значений прочности требуется значительное количество образцов сравнительно большого размера, а потому эти методы не могут быть использованы на первых стадиях разработки новых составов стекол, когда у исследователя имеется лишь небольшое количество материала для определения его механических свойств. [c.78]

Каждая экспериментальная точка на ударной адиабате определяется по результатам измерений двух независимых параметров ударного сжатия, как правило — скорости ударной волны и массовой скорости за ударным скачком. Давление, удельный объем и удельная внутренняя энергия ударно-сжатого вещества вычисляются затем на основании законов сохранения массы, импульса и энергии (1.4). Скорость ударной волны измеряется непосредственно — для этого существует ряд точных дискретных методов. Определение массовой скорости основывается обычно на анализе распада разрыва на границе между ударником и образцом или между экраном из эталонного материала и образцом. Если ударник и образец изготовлены из одного материала, то в силу симметрии величина массовой скорости точно равна половине скорости ударника. В других случаях для определения массовой скорости применяется метод торможения или метод отражения [1, 6]. [c.25]

Оптический метод исследования эволюции ударной волны. Оптический или яркостный метод основан на фиксации свечения прозрачного адиабатически сжатого вещества за фронтом ударной волны [56, 57]. Яркость свечения является сильной функцией (в некоторых случаях— 3 — 4 степень) давления ударного сжатия, поэтому измерения оказываются весьма чувствительными к изменениям интенсивности ударной волны. [c.74]

Позднее регистрация двухволновых конфигураций при однократном ударном сжатии графита было осуществлено в [24, 25] индикаторным методом по эволюции яркости свечения ударной волны в толстом слое бромоформа за образцом, и в [26, 27] лазерным интерферометрическим методом. В работах [24, 25] исследования проведены на природном графите, который, кроме гексагональной, содержит до 35% ромбоэдрической модификации углерода. При этом давление начала превращения найдено равным 20,0 0,5 ГПа, что совпадает с результатами измерений при ступенчатом ударном сжатии и нормальной начальной температурой образцов. [c.237]

Разрешающая способность яркостного метода [20] ограничивается временем образования слоя непрозрачного материала за фронтом ударной волны в преграде-индикаторе и улучшается с ростом давления ударного сжатия. Кроме того, временное разрешение улучшается с уменьшением размеров контролируемой области на ударном фронте вследствие снижения роли перекоса и искривления ударной волны. Суммарная разрешающая способность метода при измерениях структуры детонационных волн оценивается в 5—10 нс. Примеры применения метода яркостного индикатора приведены на рис.8.5. [c.275]

Реостатный датчик представляет собой иглообразный зонд с размещенным вдоль его оси чувствительным элементом из высокоомного материала. Датчик устанавливается в исследуемом образце таким образом, чтобы его ось была ориентирована в направлении ударного сжатия. Механическое действие ударной волны приводит к образованию подвижного электрического контакта, который перемещается вдоль оси зонда вместе с ударной волной. В результате изменение электросопротивления датчика со временем пропорционально расстоянию, пройденному ударной волной в образце. Различные конструкции реостатных датчиков описаны в [55, 56, 65]. Метод удобен для проведения измерений в жидких и насыпных материалах в экспериментах как с плоскими, та1< и с осесимметричными ударными волнами. [c.287]

Чрезвычайно интересная область состояний вблизи кривой кипения и окрестности критической точки недостижима ударным сжатием вещества. Исследовать промежуточные между твердым телом и газом плазменные состояния позволяет метод изэнтропического расширения, основанный на регистрации состояний при разгрузке ударно-сжатого конденсированного вещества (траектории 52 на рис.9.1). [c.343]

В область пониженных плотностей и высоких давлений плазмы позволяет продвинуться метод изоэнтропического расширения [52 — 55], основанный на измерениях состояний вещества при его разгрузке после ударного сжатия. Для того, чтобы получить представление о [c.359]

В одном из методов (боковой разгрузке) ударному сжатию подвергается цилиндрический образец ступенчатой формы (рис. 37). [c.257]

Эффективным методом диагностики параметров ударно-сжатого вещества является импульсный рентгеноструктурный анализ. В качестве источника рентгеновского излучения используются вакуумные диоды со взрывоэмиссионным катодом, являющиеся нагрузкой мощного емкостного генератора импульсных напряжений или формирующей линии. Разрешающая способность аппаратуры позволяет регистрировать рентгеновские дифрак-тограммы с экспозицией около 50 не и угловым разрешением 0,5 — Г. Применение преград, прозрачных для рентгеновского излучения, позволяет фиксировать давление во время экспозиции. Пример реализации метода ударного сжатия описан в [9]. [c.433]

Оценка времени роста растягивающих напряжений проводилась следующим методом. Из осциллограммы определялось время At32 = ts—4 (рис. 113), в течение которого давление в плоскости откола меняется от максимальной величины ударного сжатия до максимальной величины растягивающей нагрузки при [c.223]

Этот результат стимулировал огромное число как теоретических, так и экспериментальных работ по получению конденсированного нитрида углерода разнообразными методами (пиролиз высокоазотисных веществ, травление алмаза или графита азотной плазмой, использование техники Высоких давлений, в том числе ударное сжатие) и изучению его свойств [8—63]. [c.69]

Пневмопороховяя установка для испытаний на ударное сжатие. Трудности регистрахдси быстротекущих процессов обусловливают применение наиболее простой в отношении измерения и интерпретации результатов схемы нагружения - плоского соударения тел. Многочисленные методы разгона твердых тел можно разделить на два основных - взрывные и пушечные. Во взрывных ударник практически не управляется, а в пушечных - направляется в течение всего процесса ускорения. [c.305]

Манганиновые датчики отличают относительная простота в изготовлении, доступность материала и надежность в эксплуатации. К недостаткам следует отнести зависимость коэффициента пьезочувствительности от среды, в которую датчик помещен, а также наличие гистерезиса. Кроме того, этот датчик является вторичным средством (как и многие другие) регистрации давления ударного сжатия и предполагает наличие первичного (абсолютного) точного определения давления косвенным методом, заключающимся в том, что с помощью электромагнитного способа либо лазерного интерферометра определяют скорость свободной поверхности или массовую скорость, а затем на основе законов сохранения энергии определяют действующее давление. [c.307]

Железо и стали. Сдвиговая прочность и упругие свойства железа и сталей в ударно сжатом состоянии изучены менее подробно по сравнению с медью и алюминием и в более узкой области значений О]. Методом измерения главных напряжений динамическая прочность стали Ст.З исследована в [27, 55]. Результаты этих работ и дополнительных экспериментов приведены в табл. 6.12. Их. обработка дает аналитическую связь линейного типа между главными напряж иями (в гигапаскалях) [c.210]

Рассмотрим группу методов создания ударных волн, в которых быстрое выделение энергии в одном веществе преобразуется в энергию ударного сжатия другого вещества. Как правило, в таких методах плоский образец исследуемого материала (преграда) граничит с плоским слоем взрывчатого вещества, в котором с помощью специального генератора создается нормальная детонационная волна. При ее падении на границу раздела ВВ — преграда,, в последней возбуждается ударная волна. Поскфьку за фронтом детонационной волны в продуктах детонации (ПД) следует волна разрежения, то амплитуда ударной волны в преграде достигает максимального значения в момент распада разрыва (см. 6 гл. 4) и затем уменьшается по мере удаления от контактной границы, т. е. ударная волна затухает. При этом изменяется форма импульса давления импульс растягивается по координате (или по времени в заданной точке). Поскольку на практике поперечные размеры ВВ и преграды, как правило, конечны, от боковых поверхностей в ПД и в вещество преграды распространяются боковые (поперечные) волны [c.262]

В основе второй группы методов лежит явление преобразования кинетической энергии одного вещества в энергю ударного сжатия другого. Варьируя скорость и толщину движущейся пластины (ударника) и выбирая ударники из разных веществ, можно исследовать параметры ударной волны в плоской преграде в широком диапазоне их изменения. Пусть толщина ударника много меньше толщины преграды, а его скорость И у направлена по нормали к поверхности ударника, которая одновременно является нормалью к. поверхности преграды. В результате соударения влево и вправо от поверхности раздела ударник — преграда распространяются ударные волны. Их амплитуды вычисляются путем решения задачи о распаде произвольного разрыва в момент соударения (см. 6 гл. 4). [c.263]

В практике лабораторных исследований широкое распространение получили баллистические ударные трубы (БУТ), в которых ударник плавно разгоняется потоком расширяющегося газа, находящегося первоначально при высоком давлени Г Обзор конструкций БУТ и их особенностей содержится в [18]. Основными элементами конструкций БУТ, работающих на сжатом газе, являются камера высокого давления, содержащая рабочий газ (воздух, азот, гелий), диафрагма, отделяющая камеру высокого давления от ствола, ствол, ударник (рис. 8.3). Мишень, как правило, размещается в дульной части ствола. Поскольку скорость ударника заданной массы со/( у — 1), где со — скорость звука в сжатом газе, в качестве рабочего тела целесообразно выбирать газ с малой величиной и высокой начальной скоростью звука [18]. Для получения высоких параметров рабочего газа разработано большое количество методов (например, сжатие газа поршнем, нагрев газа энергией электрического разряда и т. д.), чем объясняется многообразие разработанных конструкций БУТ. [c.269]

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]

В последнем варианте особенно плодотворным оказалось применение оптического метода преград-индикаторов [20], где регистрируется свечение ударной волны в толстом слое органической жидкости или другого прозрачного материала, размещенном непосредственно за плоским образцом исследуемого материала. Эксперименты проводятся с образцами ступенчатой формы, чем обеспечивается возможность измерений с несколькими соотношениями толщин ударника и образца в одном опьгге. Интенсивность излучения, испускаемого ударно-сжатым веществом преграды-индикатора постоянна до того момента, когда волна разрежения догоняет ударную волну в преграде, после чего интенсивность излучения начинает спадать. Длительность интервала времени между моментами появления и начала спада интенсивности излучения является линейно убывающей функцией толщины образца экстраполяция этой функции к нулевой длительности дает толщину, при которой волна разрежения догоняет ударную волну как раз на поверхности образца. В случае симметричного удара определение скорости фронта волны разрежения в ударно-с-жатом образце после этого не представляет затруднений. Метод оказался весьма точным и особенно эффективным в области больших давлений ударного сжатия. [c.84]

Время нарастания параметров во фронте ударной волны быстро уменьшается с ростом давления ударного сжатия и выходит за пределы разрешающей способности современных методов регистрации волновых профилей. Анализ преломления света во фронте ударной волны в прозрачных диэлектриках [33] показал, что ширина фронта довольно сильной ударной волны может бьггь меньше [c.94]

На рис.5.33 приведены профили скорости свободной поверхности образцов керамики из карбида титана с никелевой связкой [53], полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Содержание карбида титана составляло 80% по массе. Четкий упругий предвестник на профилях не фиксируется из-за дисперсии волн в этом смесевом материале с разной скоростью звука в компонентах. Откольная прочность керамики составляет 0,4 — 0,55 ГПа и несколько уменьшается с ростом давления ударного сжатия. Так как откольная прочность никеля в 3 — 4 раза выше, результаты измерений подтверждают инициирование разрушений в хрупкой компоненте. [c.205]

Наблюдение двухволновой конфигурации в подобных веществах возможно методом ступенчатого сжатия [21] (рис.6.4). Вещество предварительно сжимается ударной волной до состояния, соответствующего точке В, несколько ниже излома ударной адиаботы. Для ударных волн, распространяющихся по сжатому веществу, часть ударной адиабаты выше точки А является областью потери устойчивости. Ударная волна с амплитудой распадается на две в первой [c.235]

Основными экспериментальными данными, с которыми сравниваются результаты расчета, являются скорость детонации О, давление р и температура Т в точке Чепмена-Жуге. Существующими экспериментальными методами О определяется с высокой точностью, обычно не хуже 1%. Точность определения давления несколько ниже и составляет примерно 5%, отчасти из-за неопределенности вьщеле-ния точки Чепмена—Жуге. Подробно этот вопрос рассматривается в [23]. Задача измерения температуры детонации, как и температуры ударного сжатия ВВ, потребовала разработки специальной экспериментальной техники. В работах [166,167] для этой цели применялись 2-х и 4-х цветовой пирометры. Достаточно многочисленные и хорощо согласующиеся между собой данные различных авторов пол)П1ены лишь для нитрометана [166—170]. [c.325]

Статическая электропроводность ударно-сжатой плазмы цезия измерялась индукционным методом (погрешность 20 — 40%) по схеме параллельного колебательного контура [25] на частотах 0,2 — 2 МГц. Катушка индуктивности в виде плоской спирали помещалась в торец ударной трубы (рис.9.3). Под влиянием электропроводной плазмы, образующейся за фронтом отраженной ударной волны, индуктивность катушки изменялась. В условиях этих опьггов [c.347]

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]

ВЫХОДИТЬ ИЗ плазменного объема, что дает возможность измерений температуры и коэффициентов поглощения ударно-сжатой (глазмы [31, 37]. При измерении температуры яркостным методом [34, 38] интенсивность излучения сравнивалась со свечением эталонных источников света — капиллярного источника света с температурой 39700° 700 °К и ударной волны в воздухе с температурой 11800 600 °К. В специальной серии методических экспериментов, а также оценками показано отсутствие в этих условиях известного эффекта самоэкраннрования из-за нагрева газа перед фронтом ударной волны ультрафиолетовым излучением плазмы за фронтом. По данным [31 ], этот эффект становится заметным для аргона с начальньпи давлением = 10 Па при скорости ударной волны О > 15 км/с, а [c.350]

В случае ударных волн умеренной интенсивности конечные состояния оказываются в твердой или жидкой фазе, что позволило использовать [65] фотоэлектрический метод измерения остаточной температуры и на этой основе найти [66] энтропию и температуру меди при давлениях до 190 ГПа. В [67] энтропию натрия, стронция, бария и урана находили путем оптических измерений доли испарившегося металла под действием ударных волн с давлениями 20 — 300 ГПа. Поскольку ударные волны столь умеренных интенсивностей приводят лишь к незначительному испарению, которое может быть зарегистрировано лишь при чрезвьлайно низких давлениях, эти измерения проведены в вакууме 10 мм рт.ст. Адсорбционные измерения, выполненные в условиях существенной неодномерности течения, позволили найти [67] долю конденсата, образовавшегося при охлаждении плазмы в процессе ее расширения из ударно-сжатого состояния. На основе качественных соображений о кинетике процесса испарения и конденсации результаты этих измерений были связаны с энтропией ударно-сжатого вещества. [c.364]

Во второй группе экспериментов [52, 53, 64, 65, 70, 71] методом преград проводились измерения не только конечных, но и промежуточных состояний, на изэнтропе плазмы. С этой целью измерялись параметры ударных волн в преградах с различными динамическими импедансами, располагаемых по ходу волны непосредственно за образцом. Тем самым определены изоэнтропы расширения исследуемых ударно-сжатых веществ в крординатах р, и. Переход от измеренных давления и массовой скорости на Римановой траектории разгрузки к термодинамическим переменным р, V, Е осуществлен вычислением интегралов Римана. [c.367]

В [67] с этим методом зарегистрированы три изоэнтропы расширения ударно-сжатого урана. Измерения выполнены главным образом для жидкой фазы, в то время как наиболее интересная окрестность критической точки, двухфазная и плазменная области оказались не изученными, что заставило авторов [67] для описания хода изоэнтроп в области пониженных давлений ограничиться качественными оценками. В серии работ [52, 64, 70 — 72] проведено систематическое изучение адиабатического расширения свинца, меди, алюминия и висм)та. Для расширения энтропийного диапазона эксперименты проведены как со сплошными, так и с высокопористыми образцами. Особое внимание уделялось плазменной области параметров, измерения в которой проведены при использовании в качестве преград сжатых газов с начальным давлением 0,1—5 МПа. Для измерений при более высоких давлениях в качестве преград с малым динамическим импедансом использовались легкие металлы (А1, Mg), полимеры и пенопласты. [c.368]

Опьггы с лазерными системами предъявляют чрезвычайно высокие требования к диагностической аппаратуре временное и пространственное разрешение должно бьггь порядка 10" си 10 см. Имеющаяся в настоящее время измерительная техника позволяет определить с удовлетворительной точностью скорость ударной волны в этих условиях, в то время как определение второго параметра ударного сжатия остается проблематичным. Рассматриваются самые разнообразные возможности метод преград [89, 97], импульсная рентгенография [94, 98], доплеровский сдвиг уровней и т.п. (см. подробнее обзор [81]). [c.378]

Данные о С. могут быть получены, помимо прямых методов измерения F или р тел под давлением (см. Пьезометр), из акустич. измерений скоростей упругих волн в веществе, а также вычислены по скоростям распространения фронта ударной волны и массовой скорости при ударном сжатии (см. Давления высокие. Ударная волна, Скорость авука). В отличие от изотермич. и адиабатич. процессов, сжатие в ударной волне имеет существенно необратимый характер энтропия сжимаемого вещества возрастает. Ударные адиабаты не могут быть представлены семействами одпонараметрич. кривых, т. к. их ход зависит от начального состояния вещества. [c.519]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...