Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Ударные волны



 Другие рефераты
УСТОЙЧИВОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ. ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ В СЛОЖНЫХ СИСТЕМАХ. ДЕГРАДАЦИЯ Углеродные нанотрубки Удивительный мир звука Ультразвук и его применение

Содержание

Введение……...……………………………….………………………...3

1.Состояние вещества при высоких давлениях и температурах..4
 1.1. Методы реализации высокопараметрических нагрузок…..…4
 1.2.Законы сохранения………………………………………………...5
 1.3.Уравнения состояния вещества.…………………………….…..7

2. Ударные волны в твердых телах………………………………….9
 2.1. Поведение твердого тела при ударно-волновом нагружении.9
 2.2. Модели ударного сжатия для сплошных сред……………….14
 2.3. Фазовые превращения в твердых телах при ударно-волновом
нагружении……………………………………………………………15

Заключение……………………………………………………………24

Литература…………………………………………………………….25



Введение
   В  успешном  развитии  космической  и  авиационной  техники,  энергетики,
химии, современного машиностроения, а также физики   ударных  волн  огромное
значение имеют  фундаментальные  исследования  быстропротекающих  процессов.
Теоретические и экспериментальные исследования  в  этой  области  необходимы
для разработки методов решения разнообразных динамических  задач,  связанных
с  ударноволновым  нагружением  гомогенных  и  гетерогенных,   газообразных,
жидких и твердых сред, для изучения  и  практического  применения  процессов
распространения ударных волн в твердых телах, для  анализа  электромагнитных
явлений, имеющих  место  при  ударе  и  взрыве.  Далее  будем  рассматривать
вещества при высоких давлениях  и  температурах,  возникающих  в  результате
ударно-волнового нагружения.



1. Состояние вещества при высоких давлениях и температурах.
1.1. Методы реализации высокопараметрических нагрузок.
   Существование мощных источников импульсного нагружения твердых, жидких  и
газообразных сред определяет  возможность  решения  большого  класса  задач,
специфика которых заключается в нестационарности процесса движения  сплошных
и пористых, гомогенных  и  гетерогенных  сред  при  экстремальных  значениях
концентрации энергии. Такие ситуации реализуются  в  ближней  зоне  действия
взрыва, при высокоскоростном соударении твердых тел, при взрывном  испарении
различных материалов под действием лазерного излучения,  а  также  некоторых
других ситуациях.
   Традиционные методы исследования свойств вещества в статических  условиях
(сосуды высокого давления, термокамеры)  ограничиваются  давлениями  порядка
100ГПа  (алмазные  наковальни)  и  температурами  порядка  3000  К  в   силу
ограничений  по  условиям   прочности   установки   и   появления   эффектов
термического разупрочнения. Поэтому в настоящее время единственным  способом
исследования явлений, сопровождающих поведение различных сред при  давлениях
104  ГПа,  температурах  до  106  К  и   временах   10-3...10-9с,   являются
экспериментальные методы импульсного нагружения.
   Импульсные методы получения  высоких  плотностей  энергии  можно  условно
разбить на два направления:  методы,  основанные  на  использовании  ударных
волн, и методы, использующие высокие плотности электромагнитной  энергии.  К
первой  группе  методов  можно  отнести  нагружение:  продуктами  детонации,
формирующимся   при   взрыве   конденсированных   взрывчатых    веществ    в
газообразных, жидких и  твердых  средах;  различного  типа  ударных  трубах;
ударниками,  разгоняемыми  в  легкогазовых   пушках,   электромагнитными   и
некоторыми  другими  методами.  Ко  второй  группе  методов  можно   отнести
процессы, имеющие место при взаимодействии  мощного  лазерного  излучения  с
веществом (при котором достигаются  электромагнитные  поля  до  108  В/см  и
плотности  потока  излучения  порядка   1017   Вт/см2)   и   при   кумуляции
электромагнитной энергии различными способами, среди которых особый  интерес
представляет  кумуляция  электромагнитной   энергии   с   помощью   взрывных
магнитокумулятивных  генераторов,  позволяющих  создавать   магнитные   поля
порядка нескольких десятков МЭ.



1.2. Законы сохранения.
     Математически    физические    явления,    сопровождающие    импульсные
высокоскоростные процессы,  обычно  задаются    нестационарными  уравнениями
механики сплошной среды, записанными в классической  дифференциальной  форме
и  выражающими  законы  сохранения  массы,  импульса  и  энергии.  При  этом
физические и механические свойства среды  описываются  термодинамическими  и
реологическими  моделями,   т.е.   уравнениями   состояния   и   физическими
соотношениями. В  подавляющем  большинстве  случаев  весьма  сложно  описать
теоретически  термодинамические  свойства  вещества   в   условиях   сильной
неравновесности и нестационарности, поэтому  столь  широкое  распространение
получило использование экспериментальных данных  для  определения  численных
параметров в функциональных зависимостях.
   Преобладающим  в  последнее  время  стало  направление,  главной  задачей
которого  было  построение   эмпирических   и   полуэмпирических   уравнений
состояния на основе результатов серийных экспериментов. Особенно ярко  такая
тенденция  проявлялась  в  области  исследований  воздействия  на   вещество
импульсных нагрузок, связанных с распространением в изучаемой среде  ударных
волн.
     Под  ударной  волной  (УВ)   будем   понимать   распространяющуюся   со
сверхзвуковой скоростью тонкую  переходную  область,  в  которой  происходит
резкое  увеличение  плотности,  давления  и  скорости   вещества.   Величина
изменений этих параметров зависит от теплопроводности, вязкости, а также  от
размера зерен и степени однородности материала.
   Используя представления механики сплошных среды, зону  ударного  перехода
можно представить как геометрическую поверхность, на которой  терпят  разрыв
функции параметров, характеризующие состояние и движение этой среды. В  этом
случае  говорят  о  разрыве  нулевого  порядка.  Если  сами  функции  и   их
производные  до  (n-1)-го  порядка  непрерывны,  а  n-е  производные  терпят
разрыв, то говорят о разрыве n-ого порядка.
   Прохождение ударной волны через вещество может приводить к изменению  его
физического  состояния.  Некоторые   изменения   кратковременны   и   должны
изучаться в процессе ударного  нагружения,  другие  изменения  остаточные  и
могут быть изучены в сохраненном образце.
  В случае остаточных ударных эффектов большинство явлений  (за  исключением
фазовых   превращений)   можно   объяснить   в   терминах   микроскопической
пластической деформации, произведенной ударной волной.  Увеличение  давления
и  температуры  при  прохождении  ударного   фронта   может   помогать   или
препятствовать производству  данных эффектов.
  Если поверхность разрыва является гладкой, а скорость  ее  распространения
- непрерывная и дифференцируемая функция времени и координат,  то  параметры
среды перед и за волной и их производные должны  удовлетворять  определенным
соотношениям,   которые   называют   условиями   совместимости.    Различают
геометрические, кинематические и динамические  условия  совместимости.  Если
условия совместимости не выполняются, то произойдет распад  разрыва  на  два
или большее количество разрывов.
   Используя законы сохранения массы,  импульса  и  энергии  в  интегральной
форме, для невязкого газа в системе координат, связанной с  ударной  волной,
можно записать условия совместимости на ней в форме Ренкина-Гюгонио:
D2       =       V02       (p       -       p0)/(V0       -       V)       ,
               (1.1)
v   =    (p    -    p0)/(р0D)    =    {(p    -    p0)(V0    -    V)}1/2    ,
         (1.2)
E      -      E0      =      0,5(p      +      p0)(V0      -      V)       ,
              (1.3)
где D - скорость УВ; p0 - давление, V0 - удельный объем, р0 - плотность,  E0
- удельная внутренняя энергия среды перед фронтом УВ; p, v, E -  то  же,  за
фронтом УВ; v - скорость частиц среды. Эти соотношения позволяют  определить
параметры среды за фронтом УВ, если известны состояние среды перед волной  и
ее скорость распространения.
   Третьему  уравнению  (1.3)  соответствует  кривая,  называемая  адиабатой
ударного сжатия или адиабатой Гюгонио; первому уравнению (1.1) для  заданной
скорости УВ соответствует линия  Релея.  Точка  пересечения  линии  Релея  с
кривой  Гюгонио  определяет  конечное  состояние  среды   за   фронтом   УВ,
соответствующее закону сохранения энергии.



1.3. Уравнения состояния вещества.
   Толщина  фронта  УВ  в  газах  имеет  порядок  длины  свободного  пробега
молекул, т.е. практически можно пренебречь столь малой толщиной и с  большой
точностью  заменить  фронт  УВ  поверхностью  разрыва,   считая,   что   при
прохождении через нее параметры газа изменяются скачком. В наиболее  простом
случае распространения УВ в совершенном газе ударная  адиабата  определяется
с  помощью  закона  сохранения  энергии  на  фронте  УВ  (1.3)  и  уравнения
состояния совершенного газа:
E             =             pV/((             -             1)             ,
                       (1.4)
где ( = cp/cv - показатель адиабаты.
Используя уравнения (1.3) и (1.4) получи
12345След.
скачать работу


 Другие рефераты
1С-бухгалтерия
Шығыс Қазақстан облысындағы Қызыл кітапқа енген жануарлар мен өсімдіктер
Методы визуального наблюдения метеоров
Облыстың агроөнеркәсіп кешені экономикасының қазіргі жағдайы


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ