9.2.1 Техника эксперимента
Определение скорости звука за фронтом сильных ударных волн предполагает знание динамических адиабат.
Схема эксперимента первого типа представлена на рисунке 9.4.
К1, К2………. Кn – электроконтактные датчики
Рисунок 9.4 - Схема эксперимента по определению скорости звука в методе догоняющей разгрузки по измерению скорости ударного фронта
Приемник собран из нескольких пластин. Для регистрации траектории ударной волны в приемник, через небольшие отверстия вводятся электроконтактные датчики, последовательное замыкание которых ударной волной регистрируется на осциллографе. По полученным в опытах временам и расстояниям между датчиками стоятся траектории ударных волн и определяются волновые скорости на отдельных участках траектории.
Толщина образца L, при которой волна разрежения догоняет ударную волну, определяется из графика D=D(x), пример которого приведен на рисунке 9.5 [ УФН ]
Рисунок 9.5 – Кривые затухания ударных волн в мишенях из алюминия, меди и свинца
Схема эксперимента второго типа представлена на рисунке 9.6.
Рисунок 9.6 - Схема эксперимента по определению скорости звука в методе догоняющей
разгрузки по измерению скорости отлетающей пластины
В экспериментах этого типа для выявления кривой затухания фронта ударной волны на плоскость приемника накладывается тонкая пластина из материала с меньшей динамической жесткостью, чем у приемника. При выходе ударной волны на границу приемник - пластинка последняя отлетает от приемника и движется со скоростью W2, несущей информацию об амплитуде волны в данном сечении образца. Время движения отлетающей пластинки на заданной базе (между двумя соседними контактами к1 и к2) регистрируется осциллографическим способом.
Толщина образца L, при которой волна разрежения догоняет ударную волну, определяется из графика W2=W2(x), представленном на рисунке 9.5 [ ], который имеет такую же форму, как и при определении скорости ударной волны, движущейся по исследуемому образцу.
Рисунок Скорость движения W отлетающей полиэтиленовой пластинки при различной толщине L образцов германия (1) и кремния (2)
Определенные таким образом скорости распространения волн разрежения в некоторых металлах представлены в таблице 8.1 [12].
Таблица 8.1 - Скорости звука в некоторых металлах
-
Вещество
P,
ГПа
D,
км/с
C,
км/с
Al
54,5
41,2
8,52
7,92
8,84
8,13
Cu
69,2
52,4
5,92
5,54
6,32
5,95
Pb
65,6
46,4
4,16
3,72
4,24
3,85
Fe
54,2
41,5
5,76
5,34
6,70
6,12