4.2.3 При отражении от жесткой подложки

Схема эксперимента по определению двукратного ударного сжатия исследуемых образцов с помощью ударной волны, отраженной от жесткой подложки, представлена на рисунке 4.6.

1 – активный заряд; 2 – экран;

Рисунок 4.6 - Схема эксперимента по определению двукратного ударного сжатия с помощью ударной волны, отраженной от жесткой подложки

Исследуемый образец располагается между экраном (3) нагружающего устройства и подложкой (5), динамическая жесткость которой больше, чем у исследуемого образца. В этом случае, как и в методе преград, двукратное ударное сжатие исследуемого образца осуществляется с помощью ударной волны, отраженной от жесткой подложки (5). Манганиновый датчик (4) располагается на границе экран-исследуемый образец и последовательно регистрирует амплитуды первой и второй ударных волн, распространяющихся по образцу. Замыкание электроконтактного датчика 6, помещенного на границе исследуемого образца и жесткой подложки, позволяет получить на осциллограммах (см. рисунок 4.5д) отметку времени, соответствующую приходу первой ударной волны к подложке. Вывод сигнала от электроконтактного датчика непосредственно на осциллограмму манганинового датчика позволяет получить время движения первой ударной волны по исследуемому образцу, и, следовательно, рассчитать ее скорость.

Таким образом, непосредственно в эксперименте измеряются скорость D и амплитуда P₁ первой ударной волны, а также амплитуда P₂ второй ударной волны. Параметры сжатия образца ударной волной, отраженной от подложки, определяются с помощью выражений

D= (4.8) НЕВЕРНЫЕ Ф_ЛЫ

P₂=P₁+₁ (4.9)

₂=₁ и ₂=₀₂ (4.10)

где - время прохождения отраженной волны по образцу (см. рисунок 4.5д). ΔU-изменение массовой скорости вещества в результате прохождения по нему отраженной ударной волны.

4.3 Определение двукратной ударной сжимаемости магнитоэлектрическими датчиками

1.3 Магнитоэлектрический метод регистрации массовой скорости.

Магнитоэлектрический метод регистрации профилей массовой скорости U(t) в диэлектрических материалах основан на возникновении ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле /1, 27/. Схема метода, разработанного Завойским, приведена на рис.3.21.

Магнитоэлектрический датчик (проводник), представляющий собой П-образную полоску из тонкой проводящей фольги толщиной 0,05-0,1 мм и шириной 12-15 мм, помещают в исследуемый образец, а экспериментальную сборку в однородное магнитное поле так, чтобы рабочая плоскость датчика перекладина, являющаяся чувствительным элементом, была направлена перпендикулярно силовым линиям поля и параллельно фронту ударной или детонационной волны и при движении пересекала силовые линии.

При прохождении ударной или детонационной волны по веществу датчик вовлекается в движение вместе с окружающим его веществом или продуктами взрыва; ЭДС, возникающая в датчике в результате пересечения магнитных силовых линий, записывается на осциллографе. Предполагается, что датчик безинерционный, т.е. в каждый момент времени его скорость равна массовой скорости вещества.

При движении в магнитном поле проводника в нем наводится ЭДС индукции Е, которая связана со скоростью движения u проводника, его длиной l и магнитной индукцией поля B соотношением:

Схема проведения эксперимента и пример характерной осциллограммы записи профилей массовой скорости в KCl [ ] приведены на рис.3.21.

б)

а)

Рис.3.21. Схема регистрации профилей массовой скорости магнитоэлектрическим методом а) и осциллограмма (б) двухволнового профиля в KCl

?На рисунке 4.7 представлена схема опыта [8]? по определению двукратной сжимаемости.

1 2 3 4

1— заряд ВВ; 2 — экран из диэлектрического материала, 3 — образец из диэлектрического материала, 4 — рамка магнитоэлектрического датчика, 5 – воздушный зазор

Рисунок 4.7- Схема эксперимента по определению двукратной ударной сжимаемости магнитоэлектрическими датчиками

Двукратное сжатие образцов производится при лобовом столкновении плоских ударных волн, полученных с помощью двух одновременно инициируемых зарядов взрывчатого вещества, расположенных один против другого. Образцы прикрывались экранами из парафина толщиной 10 мм и состояли из трех слоев. Между слоями расположен, как показано на рисунке 4.7, магнитоэлектрический датчик, изготовленный из алюминиевой фольги толщиной 0,1мм. Для измерений применялись датчики в виде прямоугольных рамок, длинные стороны которых устанавливались параллельно фронтам падающих ударных волн. Воздушный зазор применялся для получения ударной волны прямоугольного профиля.

Н а рисунке 4.8 представлены - диаграммы движения рамки при синхронном (а) и неодновременном (б) подходе ударных волн к датчику

(аbcd и а' b'с'd' —траектории движения датчиков, тbп и m'b' п — траектории падающие ударных волн,

nck и пс k — траектории движения отраженных волн, 1 —экран, 2 —образец, и —начальная и конечная толщины образца).

Рисунок 4.8 - - диаграммы движения рамки при синхронном (а) и неодновременном (б) подходе ударных волн к датчику

Образцы парафина [8]

На рисунке 4.9 приведены экспериментальные осциллограммы Э.Д.С и их схематические изображения при синхронном (а) и несинхронном (б) подходе к датчику падающих ударных волн.

Рисунок 4.9 - схематическое изображение осциллограмм Э.Д.С. при синхронном (а) и несинхронном (б) подходе к датчику падающих ударных волн ПОСТАВИТЬ ВРЕМЕНА

Первый выброс луча соответствует приходу к рамке датчика ударных волн. Небольшие уступы на середине фронта первого выброса характеризуют величину неодновременности подхода к рамке ударных волн с противоположных сторон (4.9б). Прямоугольная часть осциллограмм соответствует времени движения двух сторон рамки датчика вплоть до момента прихода к ним отраженных волн, после чего последние останавливаются, и наводимая в рамке э.д.с становится равной нулю. Этому моменту соответствует сброс луча на осциллограмме вниз к нулевой линии.

Уступ на середине заднего фронта импульса соответствует неодновременности прихода к рамке отраженных волн сжатия (4.9б).

В первом случае (4.9а) суммарный сдвиг рамки с обеих сторон составляет

Δ=U₁t₁+ U₂t₂+ U₃t₃, (4.11)

конечная толщина образца

L_к= L₀- Δ. (4.12)

Суммарное сжатие образца двумя волнами

σ= L₀/ L_к, (4.13)

давление двукратного сжатия

(4.14)

Здесь - давление в падающей волне, - плотность вещества в ней, - массовая скорость вещества в первой ударной волне, - скорость распространения отраженной ударной волны по отношению к веществу перед фронтом:

(4.15)

Как обычно, предполагается, что ударная адиабата однократного сжатия предварительно найдена в диапазоне давлений, включающем в себя давление падающей волны. В этом случае значение позволяет вычислить давление и плотность:

, (4.16)