ВВЕДЕНИЕ 3
§ 1. Квазистатическая схема нагружения. Расчет силы Ампера 7
§2. Динамические схемы нагружения. Уравнение движения тонкого кольца ... 10 §3. Экспериментальные методы измерения радиального давления в кольце, тока в катушке и кольце. Измерение времени разрушения кольца 14
§4. Система уравнений, описывающих электромагнитные колебания в связанных контурах, и ее решение 16
§5. Результаты экспериментальных и расчетных данных 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Изучение механизмов деформации и разрушения твердых тел играет
важную роль в различных областях научного знания, техники, геофизических и
военных приложений. Наблюдаемое при дроблении, разрывах снарядов, образовании метеоритных кратеров разрушение крупных предметов на мелкие
фрагменты может происходить при скоростях деформации порядка .
Появление реальных задач, связанных с деформированием материалов, влечет
за собой создание методов моделирования нагружений для оценки параметров
подобных процессов. Актуальным направлением является исследование электромагнитных методов высокоскоростного нагружения материалов, в частности, металлических колец.
Экспериментальное изучение деформации при скоростных нагрузках было начато Ниордсоном [1] который разработал схему электромагнитного нагружения для придания импульса металлическому кольцу.
Гради и Бенсоном [2] также исследовалась фрагментация при разрыве металлических колец. Была получена величина деформации при разрыве, которая
возрастала почти как линейная функция от скорости расширения кольца.
Эксперименты по растяжению колец из алюминиевого сплава [3] выявили зависимость деформации от скорости и размеров образцов. Напряжение в
кольцах с диаметром 25,4 мм было меньше, чем в кольцах диаметром 50,8 мм.
Касательно микроструктуры, которая образуется в результате ударного
нагружения, было показано [4], что она зависит от длительности импульса. Авторы [5] утверждают, что образование дислокаций играет основную роль в пластическом поведении материала при ударном нагружении, а короткие ударные
импульсы являются важным инструментом для исследования не только скорости их образования, но и пластической деформации в целом.4
Механические напряжения в образцах из меди могут быть определены
как функция скорости деформации [6], причем при скоростях деформации, превышающих , скорость накопления дислокаций будет сильно зависеть от
скорости деформации.
Для тонких металлических колец определялись скорости деформации и
температуры образцов в зависимости от начального напряжения [7]. Было установлено, что для материалов с больших сопротивлением, чем у меди, расширение образцов будет более сложной задачей. Для решения этой проблемы были
разработаны улучшенные методы нагружения металлических колец [8], что позволило деформировать образцы из материалов низкой проводимости.
Разработан и апробирован магнитно-импульсный метод разрушения
и фоторегистрации момента разрушения кольцевых металлических образцов
при более коротких временах нагружения по сравнению с известными.
2. Представлены и проанализированы три схемы с различными временами нагружения кольцевых образцов из меди и алюминия в виде тонких лент.
3. Предложен метод определения радиальной силы, радиального давления и растягивающего напряжения при разрыве кольца.
4. Измерены профили радиального давления в кольцевых образцах, по
которым определяется окружное растягивающее напряжение.
5. Показано, что инерция кольца при высоких скоростях деформации
существенно сглаживает осцилляционные напряжения в кольце.
6. Выявлено, что при высокоскоростном импульсном нагружении
кольцевых образцов их разрушение происходит не только на фронте импульса,
но и на его спаде.
7. Дан анализ уравнений, описывающих электромагнитные колебания
в связанных контурах катушки и кольца, на основе которых выведено уравнение для определения тока в кольце.
8. Разработаны и реализованы два экспериментальных способа определения тока в кольце
9. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных.
10. Полученные данные позволяют оценить деформационные и прочностные характеристики материалов в широком диапазоне изменения энергетических параметров и скорости деформации.
