Введение 4
1. Откольное явление 6
1.1 Постановка задачи откольного разрушения и ее решение 6
1.2 Описание эксперимента по отколу 9
2. Обработка экспериментальных данных и анализ результатов 11
2.1 Критерий инкубационного времени 11
2.2. Определение места и времени разрушения 12
Заключение 17
Литература 18
Исследование процессов разрушения материалов при воздействии кратковременных импульсных нагрузок представляет большой интерес в области прикладных задач. Наряду с традиционными направлениями, связанными с военной техникой и вооружением, такие исследования немаленькое имеют значение для эксплуатации и разработки современных конструкций. Развитие новых технологий с применением импульсных лазеров, взрыва и других импульсных источников энергии также имеет тесную связь с результатами экспериментов с ударно-волновым нагружением материалов. Такие эксперименты расширяют возможности фундаментальных исследований в области классической механики разрушения.
Для изучения закономерностей динамического разрушения в экспериментах часто используют такое явление как откольное разрушение [1]. Преимущество данного метода заключается в том, что схема подобного рода экспериментов позволяет определить импульс напряжений, который приводит к разрушению.
Само явление откола происходит в результате взаимодействия падающей и отраженной волн вблизи свободной поверхности образца. При этом в некоторых местах материала в некоторые моменты времени суммарное напряжение может стать растягивающим, и возможен отрыв слоя материала, так как прочность материала на растяжение значительно ниже, чем на сжатие.
Одномерная картина откольного разрушения довольно проста и открывает широкие возможности для теоретических расчетов и анализа результатов эксперимента. Но главной причиной затруднений при расчетах механической прочности является отсутствие адекватного предельного условия, определяющего момент и место образования разрыва.
Первые попытки анализа откола были связаны с применением критерия критического напряжения. Считалось, что разрушение происходит, как только растягивающее напряжение достигает предельного значения. Однако такой подход не описывает многих характерных черт откольного разрушения, выражаемых временной зависимостью прочности и пространственным распределением разрушения [2]. Время и место образования откольного разрушения определяются в первую очередь формой, длительностью и интенсивностью импульса воздействия.
Введение инкубационного времени разрушения [3] в традиционные теоретические методы позволяет успешно анализировать различные эффекты, наблюдаемые в опытах по высокоскоростному разрушению твердых тел таких, как скоростная зависимость прочности, временная зависимость прочности, множественный откол.
Очень важным и интересным объектом изучения является зона разрушения при отколе. Классические подходы здесь не дают адекватного описания. Целью данной работы стало моделирование зон разрушения при отколе с помощью критерия инкубационного времени.
На основе данных экспериментов по откольному разрушению была построена зависимость времени разрушения от места в образце, с помощью которой была найдена зона предполагаемого разрушения.
Установлено, что полученные результаты согласуются с экспериментальными.
Проанализировав полученные результаты, можно сделать следующий вывод. Структурно-временной подход изучения явления откола позволяет спрогнозировать зону разрушения.
