Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
Томский Государственный Университет
Физико-Технический Факультет
Кафедра теории прочности и проектирования
Реферат
на тему
Основные различия между статическим (квазистатическим)
и динамическим нагружением материалов
Выполнил студент 042 гр.
Шваб Е.А.
‑Томск 1999 г.‑
В отличие от статического (или
квазистатического) нагружения ударно-волновое нагружение сопровождается
необратимым повышением температуры (тепловой энергии) твёрдого тела, зависящим
от амплитуды ударной волны. При амплитудах ударной волны в несколько десятков
гигапаскаль приращение температуры гомогенного, т.е. среднего по объёму,
разогрева составляет сотни градусов. Локальный разогрев на линиях скольжения
может значительно превышать температуры гомогенного разогрева. Негомогенный
разогрев приводит к значительной, но кратковременной потере прочности
материала. Последующее снижение температуры локальных областей интенсивного
разогрева за счёт диффузионной теплопроводности приводит к восстановлению
прочностных свойств. Это обстоятельство следует иметь ввиду как при
интерпретации экспериментальных данных, так и при построении моделей
определяющего уравнения, предназначенного для расчётов комбинированных
процессов нагружения и разгрузки.
Сопротивление пластической
деформации или сдвиговая прочность наряду со сжимаемо
упругостью представляет собой одно из основных реологических свойств твёрдого
тела.
Особенностью поведения
упругопластического материала при ударно-волновом нагружении является
расщипление ударной волны на упругую (упругий предвестник Гюгонио) и
пластическую, упругопластическая структура волны расширения и связаное с ним
негидродинамическое затухание ударной волны являются основой целого ряда
экспериментальных методов исследования сдвиговой прочности. В современных
экспериментальных методах регистрируются пространственно-временные профили волн
нагрузки и разгрузки с помощью различного рода быстродействующих датчиков: пьезоэлектрических,
пьезоемкостных, пьезорезистивных.
Среди разработанных
экспериментальных методов следует выделить метод непосредственной регистрации
главных нормальных напряжений и за фронтом ударной волны, который
не требует каких либо дополнительных расчётов течения среды, поскольку
динамический предел текучести вычисляется как разность
напряжений .
Прогресс в развитии
экспериментальных методов изучения реакции твёрдых тел на динамическую нагрузку
и последующую разгрузку позволил выявить ряд особенностей их деформирования. В
частности, при упругопластическом деформировании металлов наблюдаются: релаксация
сдвиговых напряжений, деформационное упрочнение, затухание упругого
предвестника по амплитуде, наличие упругих предвестников при вторичном
ударно-волновом нагружении, эффекты кратковременного разупрочнения и
последующего восстановления прочности.
Литература:
[1] Батьков
Ю.В., Глушак Б.Л., Новиков С.А. Сопротивление материалов пластической
деформации при высокоскоростном деформировании в ударных волнах. (Обзор). М.,
ЦНИИатоминформ, 1990, 97с.