Определение характеристик динамической прочности и пластичности материала в условиях ударного нагружения — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
 
Строка 6: Строка 6:
  
 
== Введение ==
 
== Введение ==
 +
Исследование физических и механических свойств материалов, подвергаемых воздействию интенсивных динамических нагрузок,
 +
представляет собой важную научную проблему, имеющую большое практическое значение для современной техники.
 +
Приложение к материалам нагрузки - высокоскоростного соударения приводит к возникновению в них сложных течений разрывного (ударные волны) и непрерывного (волны расширения) типов.
 +
В результате ударно-волнового нагружения и последующего расширения в материалах возникают как обратимые, так и необратимые физические,
 +
физико-химические и механические процессы. Среди них сильное сжатие твердых тел, фазовые превращения, упрочнение твердых тел в ударных волнах, откольное разрушение и т.д.
 +
Эксперименты с ударными волнами позволяют получить сведения о наиболее фундаментальных прочностных свойствах материалов.
 +
Высокая скорость приложения нагрузки позволяет создавать повышенные напряжения в материале и тем самым активировать
 +
новые механизмы деформации и разрушения.
 +
== Цели и задачи исследования ==
 +
 +
* Теоретический анализ работы лазерного интерферометра  смещения и лазерного дифференциального интерферометра;
 +
* Сборка, настройка и отладка двухканального скоростного интерферометра для измерения скорости свободной поверхности ударно нагружаемых мишеней;
 +
* Ударные испытания мишеней из алюминиевого сплава Д16;
 +
* Расшифровка интерферограмм;
 +
* Анализ результатов:
 +
# Определение средней скорости свободной поверхности U(t),
 +
# Определение величины дисперсии D(t)
 +
# Определение динамического предела текучести,
 +
# Определение дефекта массовой скорости.
 +
# Определение откольной прочности.
 +
 +
== Эксперимент ==
 +
Данная работы была выполнена в Институте проблем машиноведения РАН в лаборатории “физики разрушения”.
 +
Ударное нагружение образцов осуществлялось с помощью 37 мм легкогазовой пушки.
 +
Cхема установки вместе с измерительным трактом представлена на Рис. 1.
 +
[[File:Схема установки.png]]
 +
 +
1 – вакуумная камера; 2 - концевые контакты запуска аппаратуры; 3 – мишень; 4 – ударник;<br />
 +
5 – направляющий поддон ударника; 6 – ствол пневмокопра; 7 – диафрагма; 8 - камера высокого давления;<br />
 +
9 - устройство прорыва мембраны.<br />
 +
'''ФД''' – фотодетекторы; '''ФИ''' – устройство формирования импульса; '''БЗ''' - блок задержки сигнала.
 +
'''ЧМ''' –  измеритель временных интервалов; '''П''' – поляроид.<br />
 +
 +
'''Ударник и мишень''' представлены на данном рисунке:
 +
 +
[[File:Ударник.png|Ударник]]              [[File:Мишень.png|Мишень]] 
 +
 +
Регистрация реакции материала образца на ударное воздействие производится с помощью лазерного дифференциального интерферометра.
 +
Лазерный луч, падая на движущуюся поверхность мишени, изменяет свою частоту пропорционально скорости этой поверхности, что и фиксируется последующей электронной схемой интерферометра.
 +
 +
[[File:Интерферометр.png]]
 +
 +
1 – Свободная поверхность мишени; 2 – Полупрозрачное зеркало; 3 – Зеркало;<br />
 +
'''ФЭУ'''  – Фотоэлектронные умножители; '''АБВ''' и '''АГДВ'''  – различные пути пройденные лазером.<br />

Текущая версия на 13:31, 14 июня 2015

Выполнил: Яшин А. В.

Научный руководитель: Мещеряков Юрий Иванович

Презентация: Определение характеристик динамической прочности и пластичности материала в условия ударного нагружения

Введение[править]

Исследование физических и механических свойств материалов, подвергаемых воздействию интенсивных динамических нагрузок, представляет собой важную научную проблему, имеющую большое практическое значение для современной техники. Приложение к материалам нагрузки - высокоскоростного соударения приводит к возникновению в них сложных течений разрывного (ударные волны) и непрерывного (волны расширения) типов. В результате ударно-волнового нагружения и последующего расширения в материалах возникают как обратимые, так и необратимые физические, физико-химические и механические процессы. Среди них сильное сжатие твердых тел, фазовые превращения, упрочнение твердых тел в ударных волнах, откольное разрушение и т.д. Эксперименты с ударными волнами позволяют получить сведения о наиболее фундаментальных прочностных свойствах материалов. Высокая скорость приложения нагрузки позволяет создавать повышенные напряжения в материале и тем самым активировать новые механизмы деформации и разрушения.

Цели и задачи исследования[править]

  • Теоретический анализ работы лазерного интерферометра смещения и лазерного дифференциального интерферометра;
  • Сборка, настройка и отладка двухканального скоростного интерферометра для измерения скорости свободной поверхности ударно нагружаемых мишеней;
  • Ударные испытания мишеней из алюминиевого сплава Д16;
  • Расшифровка интерферограмм;
  • Анализ результатов:
  1. Определение средней скорости свободной поверхности U(t),
  2. Определение величины дисперсии D(t)
  3. Определение динамического предела текучести,
  4. Определение дефекта массовой скорости.
  5. Определение откольной прочности.

Эксперимент[править]

Данная работы была выполнена в Институте проблем машиноведения РАН в лаборатории “физики разрушения”. Ударное нагружение образцов осуществлялось с помощью 37 мм легкогазовой пушки. Cхема установки вместе с измерительным трактом представлена на Рис. 1. Схема установки.png

1 – вакуумная камера; 2 - концевые контакты запуска аппаратуры; 3 – мишень; 4 – ударник;
5 – направляющий поддон ударника; 6 – ствол пневмокопра; 7 – диафрагма; 8 - камера высокого давления;
9 - устройство прорыва мембраны.
ФД – фотодетекторы; ФИ – устройство формирования импульса; БЗ - блок задержки сигнала. ЧМ – измеритель временных интервалов; П – поляроид.

Ударник и мишень представлены на данном рисунке:

Ударник Мишень

Регистрация реакции материала образца на ударное воздействие производится с помощью лазерного дифференциального интерферометра. Лазерный луч, падая на движущуюся поверхность мишени, изменяет свою частоту пропорционально скорости этой поверхности, что и фиксируется последующей электронной схемой интерферометра.

Интерферометр.png

1 – Свободная поверхность мишени; 2 – Полупрозрачное зеркало; 3 – Зеркало;
ФЭУ – Фотоэлектронные умножители; АБВ и АГДВ – различные пути пройденные лазером.

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Определение_характеристик_динамической_прочности_и_пластичности_материала_в_условиях_ударного_нагружения&oldid=34751»