Способ динамических испытаний материалов Советский патент 1979 года по МПК G01N3/30 G01M7/08 

(54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к. способам ударных испытаний материалов и конструкций.

Известен способ динамических испытаний материалов, по которому упруго-пластические волны в образце возбуждают подрывом на его поверхности заряда взрывчатого вещества 1.

Недостатком такого способа является то, .что он приводит к значительной деформации и разрушению образца и сокращает информацию о свойствах материалов.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является способ ударных испытаний материалов, заключающийся в том, что создают волну давления и, разделяя ее на упругую и пластическую волны путем пропускания через находя-щийся в акустическом контакте с образцом слой упруго-пластического материала, нагружают образец упругой волной 2.

При таком способе образец подвергается действию ослабленной упругой волны давления, возникщей при подрыве взрывчатого вещества, находящегося в контакте со слоем упруго-пластического вещества. Однако для создания плоской волны давления приходится использовать заряды взрывчатого вещества сложной формы и, кроме того, таким способом невозможно создать упругие волны малой длительности ( 10-8с).

Целью изобретения является создание в образце упругих волн малой порядка с длительности.

Это достигается тем, что волну давления создают воздействием импульса лазерного излучения на взрывающуюся фольгу, которую вводят в акустический контакт со слоем упруго.-пластического материала, при этом энергию излучения выбирают такой, чтобы пластическая волна полностью затухла к концу движения по слою упругопластического материала, а его толщину выбирают такой, чтобы длительность упругой волны была равна вре.мени прохождения упругой волны через образец.

Способ ударных испытаний реализуется следующим образом.

Оптический квантовый генератор (ОКГ) создает импульс излучения длительностью 10 -10 с, которым воздействуют на фольгу. В результате быстрого испарения матерналз фольги в ней развивается интенсивная ударная волна. Ударная волна, распространяясь в прокладке из упруго-пластического материала, находящейся в акустическом контакте с фольгой, претерпевает пространственно-временное разделение. Возникающая волна разгрузки быстро догоняет пластическую волну и снижает давление в ней, в результате чего на образец, находящийся в акустическом контакте с прокладкой, действует только упругая волна. Предварительно, без образца, энергию импульса ОКГ подбирают такой, чтобы пласгическая волна успела затухнуть в упруго-пластическом материале прокладки, а толщину последней выбирают такой, чтобы длительность упругой волны на входе в обэазец была равна времени прохождения упэугой волны -через образец. Амплитуду упэугой волны задают выбором материала прокладки по упругому пределу Гюгонио. Описываемым способом образцы под5ергаются воздействию регулируемых по амплитуде в-больщом диапазоне(1-50 кбар) соротких упругих волн давления, длительюсть которых регулируется в пределах с в зависимости от толщины образца. )то делает возможным получение информации об упруго-пластических свойствах других характеристиках в щироком динамиlecKOM диапазоне обширного класса матери1лов(металлов, неметаллов, сплавов, полимеюв и т. д.) и конструкций на образцах, линейые размеры которых в десятки раз меньje, чем это требуётся для получения той же нформации с применением известных спообОв и устройств на основе -ВВ. Предлааемым способом указанная информация :ожет быть получена в лабораторных, строэ контролируемых условиях. Ввиду того, то предлагаемым способом можно подобать минимально возможные для получеия определенных свойств материалов и крнструкции механические импульсы давления, образцы из дорогостоящих или остродефицитных материалов и дорогостоящие конструкции в опытах, не. связанных с изучением предельной прочности, не подвергаются разрущению или повреждэниюг Формула изобретения Способ динамических испытаний материалов, заключающийся в том, что создают волну давления и, разделяя ее на упругую и пластическую волны путем пропускания через находящийся в акустическом контакте с образцом слой упруго-пластического материала, нагружают образец упругой волной, отличающийся тем, что, с целью создания в образце упругих волн малой, порядка 10 -10 с длительности, волну давления создают воздействием импульса лазерного излучения на взрывающуюся фольгу, которую вводят в акустический контакт со .слоем упруго-пластического материала, при этом энергию излучения выбирают такой, чтобы пластическая волна полностью затухала к концу движения по слою упруго-пластического материала, а его толщину выбирают такой, чтобы длительность упругой волны была равна времени прохождения упругой волны через образец. Источники и.нформации, принятые во внимание при экспертизе 1.Иванов А. Г., Синицын С. А. Исследование упруго-пластических волн в железе и стали при взрывном нагружении. Физика твердого тела, 1963, т. 5, вып. 1, с. 13- 18. 2.Новиков С. А., Синицын В. А., Иванов А. Г., Васильев Л. В. Упруго-пластические свойства ряда металлов. ФММ, 1966, т. 21, вып. 3, с. 25-28, (прототип).