Основные различия между статическим (квазистатическим) и динамическим нагружением материалов

Основные различия между статическим (квазистатическим) и динамическим нагружением материалов

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.