Динамика удара - Зукас Дж. А.
Скачать (прямая ссылка):
Полного соответствия между теорией и экспериментом не получилось, так как области однородного состояния, предсказываемые НС-теорией, не наблюдались. Кроме того, остаточная деформация сдвига была намного меньше предсказанной, а величина скачка скорости деформации в волне разгрузки не соответствовала расчетам. Эти наблюдения позволили сделать вывод о том, что предположение об НС-мате-риале не соответствует действительности и что ЗС-теория с экспоненциальной функцией перенапряжения в обобщенном законе Пежины [91] могла бы качественно объяснить результаты. Случай кинематического упрочнения [76, 77] был обобщен на комбинацию изотропного и кинематического упрочнения [48], и было показано, что закон упрочнения может сильно влиять на результаты при распространении двухосных пластических волн. Позже эти экспериментальные результаты были проанализированы с помощью ЗС-теории с кусочно-линейным уравнением для скорости пластической деформации при соответствующем выборе параметров [6]. Результаты ЗС-теории в целом лучше соответствовали экспериментальным данным о скоростях волн даже для относительно слабочувствительных к скорости деформации материалов, хотя ни HC-теория, ни ЗС-теория не обеспечивали хорошего соответствия с экспериментальными временными профилями деформации. Расчеты также продемонстрировали математические трудности в воспроизведении относительно слабо зависящего от скорости деформации поведения материала с помощью ЗС-теории. Более общая задача динамического нагружения растяжением и кручением была теоретически решена в работе [37] для нескольких видов уравнений состояния, учитывающих влияние скорости деформации. Обсуждалось объединение понятия пластических волн с понятиями нагружения и разгрузки. Обобщение одномерных уравнений состояния для пластических ЗС-материалов на случай произвольного напряженного состояния сделано в работе [91].
В то время как влияние скорости деформации с некоторой степенью определенности может быть изучено в экспериментах по распространению волн одноосного напряжения, эксперименты при одноосном дефор- Упругопластические волны напряжений
105
мировании или плоском соударении дают относительно мало информации о пластичности или влиянии скорости деформации, поскольку напряженное состояние определяется главным образом гидростатическим напряжением. В работе [1] разработан экспериментальный метод генерирования плоских волн давления и сдвига одновременно при соударении двух пластин, расположенных под углом друг к другу. Этот метод, позволяющий объединить воздействия сжатия и сдвига, дает возможность исследовать различные траектории напряжения для определения характеристики течения материалов. Анализ результатов опыта относительно прост. В работах [2, 3] выполнялись эксперименты по косому удару алюминия по алюминию и алюминия по мишеням из плавленого кварца. Экспериментальные данные сравнивались затем с численным решением. Результаты показывают преимущество этого метода перед обычными экспериментами по соударению пластин при определении уравнений состояния, которое состоит в том, что профили продольных волн менее чувствительны к динамическим характеристикам течения, чем профили поперечных волн, из-за сильного влияния гидростатического давления на профиль продольной волны. В работе [66] с помощью крайне сложного устройства для интерферометрического измерения нормальной и поперечной составляющих скорости эксперименты такого рода были выполнены над образцами из алюминия 6061-Т6. Согласно полученным результатам, экспериментальные временные профили поперечной скорости, следующие за упругим предвестником, сначала нарастают медленнее, чем расчетные (рис. 2.37). Это было приписано главным образом неучету зависимости от траектории напряжений в соотношениях пластического течения. В обзорной статье [30], озаглавленной «Подтверждена ли экспериментально теория пластической волны?», автор поднимает вопрос о способности существующих теорий предсказать результаты экспериментов с пластическими
Рис. 2.37. Профиль поперечной скорости на задней поверхности пластины [66].
--теория, - эксперимент, 1 - выстрел №6, 2-выстрел №7 106
Г лава 2
волнами. Ссылаясь на несостоятельность существующих теорий в предсказании затухания упругого предвестника в экспериментах при одноосном деформировании в монокристаллах и на отсутствие согласия между теорией и экспериментом по давлению и сдвигу [66], автор заключает, что между теорией и экспериментом все еще существуют серьезные расхождения и что необходимо дальнейшее развитие теории упругопластических волн и осмысление механизмов динамического пластического деформирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Abou-Sayed A. S., Clifton R. J., HermannL., Exp. Mech, 16, 127 (1976).
2. Abou-Sayed A.S, Clifton R.J, J. Appl Mech., Trans. ASME, 44, 79 (1977).
3. Abou-Sayed A. S, Clifton R.J, J. Appl MecK Trans. AS ME, 44, 85 (1977).
4. Alter B.E.K, Curtis С. W, J. Appl Phys, 27, 1097 (1956).
5. Baker W.E, Yew CH., J. Appl Mech, Trans,„ ASME,, 33, 917 (1966). [Имеется перевод: Бейкер Ю. Влияние скорости деформации на распространение пластических волн при кручении-Труды амер. о-ва инж.-мех.* сер. Е: Прикладная механика, 1966, № 4, с. 91.]
