Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ФИЗИКЕ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ 6
1. Ударные волны в газах 6
2. Особенности ударно-волновых процессов в конденсированных средах 8
3. Методы исследований 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 24
Выдержка из текста
Методы исследований с помощью ударной волны позволили получить уравнения состояния многих веществ в мегабарной области давлений. С помощью этих методов исследовано состояние в обширной области фазовой диаграммы при давлениях, порядка десятков миллионов атмосфер. Для этой цели была проведена серия уникальных опытов с использованием ядерных взрывов. [1, 2].
Метод ударной волны дали возможность разработать широкодиапазонные полуэмпирические уравнени я состояния [3]. Они с достаточной точностью обьясняют термодинамические свойства вещества, в области поли морфных превращений, плавления, испарения, иониза ц ии и окрестност ь критическо й точки .
Эксперименты с ударными волнами характеризируются высокой скоростью изменений давления и температуры, что позволяет проводить исследования в области физики фазовых и полиморфных превращений, физики разрушения , прочности и пластичности [4-6]. Методы ударных волн позволяют изучать свойства материалов при очень больших скоростях деформирования с условием контроля нагружения.
Методика исследования с использованием ударных волн основана на связи происходящих физических и химических процессов с их параметрами с течением времени.
Наиболее важным и нужным полученным результатом являеться получение волновых профилей с высоким пространственным и временным разрешением [4, 7], которые необходимы для исследования высокоскоростных деформаций.
Первые опыты дали возможность измерять волновые и массовые скорости стационарных ударных волн.
Дальнейшее развитие методов позволила регестрировать кинематические величины сжатия и разрежения, и показало их большую информативность. Эффективность методов исследования подтверждает созданная информационная база упругостей и прочностей металлов, сплавов и других.
В настояще е время получена обширна я экспериментальная информация о свойствах материалов в микросекундном и наносекундном диапазонах длитель ностей воздействия. Получено достаточно информации о кинетических закономерностях энерговыделения в детонационных и инициирующих ударных волнах. На результатахэкспериментов построены макрокинетические модели физико-химических превращений, модели деформирования и разрушения. Эти модели позволяют проводить расчеты взаимодействия мощных импульсов излучения с веществом, процессов взрыва и высокоскоростного удара.
Температурный диапазон испытаний позволил рассматривать достаточно широкие исследуемые процессы и явления. Проведенные исследования металлов, металлических монокристаллов получили ряд специфических особен ностей высокоскоростного ( 104 с-1 ) деформирования и разрушения в ударных волнах. Эти особенности интересны для специалистов в области физики прочности и пластичности.
Высокие давления и температуры, достигнутые при ударном сжатии твердых тел, вызывают полиморфные превращения и фазовые переходы.
С помощью этих методов были впервые исследования в условиях ударного сжатия полиморфные превращения при высоком давлении многих кристаллических веществ.
Чт о касается систематических исследовани й фазовых диаграмм твердых тел, то следует признать , что мало е время экспозиции делае т технику ударных волн в этом отношении менее эффективной, чем, напри мер, техника получения высоких давлений в алмазных наковальнях [8].
Актуальность темы исследования обусловлена комплексом причин, которые прямо иликосвенно связаны с ударно-волновыми процессами в разних средах их распостранения для определения динамических свойств материалов.
Цель работы состоит в анализе теоретических основ методов определения динамических свойств материалов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1.Исследовать особенности ударно-волнолвых процессов в разних средах их распостранения.
2. Исследовать экспериментальные методы определения динамических свойств материалов.
Объектом исследования и анализа служит ударная волна сжатия.
Предметом исследования являются: методы определения динамических свойств материалов.
Методы исследования. В работе применялись теоретические (абстрагирование, анализ и синтез, идеализация, индукция и дедукция, мысленное моделирование, восхождение от абстрактного к конкретному и др.) и эмпирические исследования.
Гипотеза исследования. Оптимальными методами определения динамических свойств материалов конденсированной среды являются те методы, в которых использованы ударные волны. Особенно успешно ударную волну используют для определения уравнений состояния твёрдых тел и жидкостей при высоких давлениях и температуpax, которые трудно достичь в статических экспериментах.
Список использованной литературы
1. Канель Г.И. Ударные волны в физике конденсированного состояния/ Г.И.Канель, В.Е.Фортов, С.В.Разоренов // УФН, 2007, том 177, №8, С. 809–830
2. . Физика взрыва / Баум Ф.А., Орленко Л.П., Станюкович К.П. и др – М.: Наука, 1975.
3. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1972.
4. Кинеловский С.А. Схождение кольца к центру под действием продуктов взрыва / Кинеловский С.А., Матюшкин Н.И., Тришин Ю.А.// Динамика сплошной среды. – Вып. 5 / Ин-т гидродинамики СО АН СССР. – Новосибирск, 1970. – С. 105–114.
5. Тришин Ю.А. Ускорение твердых тел кумулятивными струями / Тришин Ю.А. // ПМТФ. – 1980. – № 5. – С. 145–149.
6. Тришин Ю.А. О метании слоистых тел с помощью кумулятивной струи / Тришин Ю.А., Фоминых А.Г. // Механика быстропротекающих процессов. – Вып. 62. – Новосибирск, 1983. – С. 146–151.
7.
8. a.
9. Физика ударно-волновых и кумулятивных явлений: Метод. указ. / Сост. Ю.А. Тришин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. – Ч. II. – С. 5 – 7.
10. Ударные волны и экстремальные состояния вещества / ред . В Е Фортова , Л В Альтшулера , Р Ф Трунина , А И Фунтикова -М. : Наука , 2000. 156 с.
11. Канель Г И. ФТТ / Канель Г И, Разоренов С.В. // 43 839, 2001 р.
12. Physics shock wave in a condensed medium / Kanel G. I., Razorenov S. V., Baumung К , Singer J .// Appl. Phys. 9 0 136 .2001
13. Ударно- волновые явления в конденсированных средах / Канель Г. И., Разоренов С. В., Уткин А. В., Фортов В. Е. — М. : Янус-К , 1996
14. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических загрузках/ Под ред . M В Жерноклетова — Саров : РФЯ Ц — ВНИИЭФ , 2003