4.2.2 При лобовом столкновении плоских ударных волн
Постановка экспериментов для экспериментального определения двукратной ударной сжимаемости манганиновыми датчиками давления схематически изображена на рисунке 4.4 [8].
1 – активный заряд; 2 – экран; 3 – манганиновые датчики; 4 – изоляция датчиков
Рисунок 4.4-Схема эксперимента по определению двукратной ударной сжимаемости манганиновыми датчиками давления при лобовом столкновении плоских ударных волн
Двукратное сжатие образцов производится при лобовом столкновении плоских ударных волн прямоугольного профиля, образующихся при взрыве двух одинаковых, одновременно инициируемых цилиндрических зарядов 2 взрывчатого вещества, расположенных один против другого.
Исследуемый образец состоит из трех слоев, между которыми располагаются два манганиновых датчика (4), соединенные последовательно.
Представленные на рисунке 4.5 а,б,в,г осциллограммы получены на образцах из парафина, фторопласта-4 и кварцита соответственно [8].
парафин (а), фторопласт (б), кварцит (в, г)
Рисунок 4.5 Типичные осциллограммы двукратного ударного сжатия
Первый выброс луча на осциллограммах соответствует приходу к датчикам ударных волн нагружения. Длительность ступеньки на середине фронта первого выброса характеризует неодновременность прихода к датчикам ударных волн с противоположных сторон. Второй выброс луча на осциллограммах соответствует приходу к датчикам отраженных ударных волн нагружения. Двухступенчатость профиля второго выброса определяется неодновременностью прихода к датчикам отраженных волн сжатия. Заметно меньшая длительность ступеньки во втором выбросе луча объясняется существенно большей скоростью распространения отраженных волн по веществу, предварительно уже сжатому первыми волнами нагружения. При одновременном подходе ударных волн к датчикам с противоположных сторон наблюдается одноволновая конфигурация выбросов (см. рисунок 4.5г).
Параметры сжатия вещества отраженной ударной волной для случая лобового столкновения ударных волн определялись с помощью следующих выражений: НЕВЕРНЫЕ Ф_ЛЫ
D12=U1+D1
(4.5)
P2=P1+1U1D12 (4.6)
2=1
и 2=02
(4.7)
где D12-скорость
распространения отраженной ударной
волны,
1
и
2-временные
интервалы на осциллограммах (см. рисунок
4.5а). P2, 2
и 2 - давление,
степень сжатия и плотность вещества за
фронтом отраженной волны соответственно.
Результаты вычислений, характеризующие двукратную ударную сжимаемость изучавшихся материалов при лобовом столкновении ударных волн, обобщены в правой половине таблицы. Точность измерения давления составила 2%, плотности - 1% [7].
-
Исследуемый
материал
Параметры сжатия образца первой ударной волной нагружения
Параметры сжатия образца
отраженной ударной волной
D1,
км/с
U1,
км/с
P1,
ГПа
σ1
ρ1,
г/см3
D12,
км/с
U2,
км/с
P2,
ГПа
σ2
ρ2,
г/см3
Парафин
ρ0=0,9 г/см3
6,1
2,14
11,8
1,543
1,39
8,25
9,08
1,58
2,14
29,9
38,8
1,908
2,020
1,72
1,82
Фторопласт-4
ρ0=2,19 г/см3
5
1,78
19,5
1,554
3,4
6,88
8,33
0,9
1,78
40,5
70,1
1,790
1,978
3,92
4,33
Кварцит
ρ0=2,65 г/см3
5,72
5,75
1,68
2,05
25,5
31,2
1,414
1,553
3,75
4,12
5,92
7,21
1,68
2,05
62,8
92,3
1,980
2,170
5,25
5,75