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 сжимаемостью, вязкостью и 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 [pic] и [pic] за
фронтом ударной волны, который не требует каких либо дополнительных
расчётов течения среды, поскольку динамический предел текучести [pic][pic]
вычисляется как разность напряжений [pic].
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.