Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время изучение поведения материалов в условиях ударно-волнового нагружения является одной іїз наиболее интенсивно разЕияагцихся областей фнзшш твердого тела. Несмотря на значительное количество экспериментальных исследований, выполненных с цельэ изучения механических я термодинамических свойств твердях тел, подвергаемых ударно-волновому зоздзйстгкз, целый ряд параметров нояет быть установлен липь косвенно. В связи с этим ва.таоо значение принимает nones адекватных теоретических методов расчета. Данная задача вклвчает в себя, построение термодинамических потенциалов и вычисление уравнения состояния. Наиболее последовательно данные вопросы могут быть изучены благодаря использование первопринципных методов расчета. В физике ударные волн, где традиционно использовались феноменологические уравнения состояния, первоприкципные методы расчета применяется сравнительно недавно.
В случае непереходных металлов и их сплавов уравнение состояния и термодинамические фуккціга могут быть получены з рамках теории псевдопотенциала. В настоящее время накоплен значительный опыт по использованию методов теории псевдопотенциала для расчета свойств непереходных металлов, исследования фазовых переходов и др.. В этой связи применение псевдрпотенциальньк методов расчета для решения в рамках единого подхода целого'ряда задач, связанных с ударно-волновым нагружением представляется весьма актуальным.
Цель работы. Развитие подхода, позволяющего использовать методы теории псевдопотенциала для исследования характеристик непереходных металлов при ударно-волновом иагруаеииа'.
Для этого в диссертационной работа были поставлены и решались следующие задачи:
-
Изучение возможности аналитического описания ou-s^xi закономерностей термодинамических функций и расчота уравнения состояния простых кетачлов при совместном использовании теории псевдопотенциала и термодинамячзеной теории возмущений.
-
Расчет уравнения состояния и ударных адиабат простых: металлов .
_4 -
-
Анализ влияния исходной пористости металлов на вид ударных адиабат.
-
Вычисление изэнтроп разгрузки образцов, подвергаемых ударно-волновому воздействию.
-
Исследование структуры и эволюции волн разгрузки в простых металлах.
Научная новизна.
-
В рамках модели, в которой в качестве исходной системы для термодинамической теории возь-;уп;ений использована модель эйнштейновски осцилляторов получены аналитические выражения для эйнштейновской температуры, уравнения состояния и термодинамических функций непереходных металлов.
-
Псевдопотенциальные расчеты уравнения состояния использованы для построения ударных адиабат металлов при наличии исходной пористости, изэнтроп разгрузки и исследования пространственного распределения и характера временной зависимости физических величин во фронте волна разгрузки.
Практическая ценность результатов связана, в частности с тем, "что предложенная в работе методика может бить использована для оценки влияния исходной пористости на термодинамические свойства металлов во фронте ударной волны. Это ваяно, так как материалы с исходной пористостью (порожки, тела с внутренними пустотами, волокнистые материалы и т.д.) все чаде используктся в качестве исходной среды при создании новых материалов путем высокознергетического механического воздействия.
Важным с точки зрения приложений представляется также возможность применения априорных методов для изучения сеойсте материалов при разгрузке. Использованная в работе методика и полученные результаты могут, быть применены при изучении явлений,связанных с выходом ударных волн на свободную поверхность металлов - остаточный нагрев, фазовые превращения, огкольные явления и др..
Защищаемые положения.
1. Аналитическое представление термодинамических функций
при использовании модели эйнптейновских осцилляторов в качестве
исходной системы для термодинамической теории возмущений.
2. Интерполяционная процедура определения эйнштейновской
температуры, соответствующей минимуму свободной энергии.
3- Расчеты ударных адиабат простих металлов с различно!! исходной пористостью.
-
Методика и результаты расчетов термодинамических характеристик простых металлов при разгрузке.
-
Анализ влияния параметров нагругения на структуру и характер эволюции фронта поли разгрузки.
Апробация результатов
Основные результаты диссертационной работы докладывались'и обсуждались на I Всесоюзной конференции "Сильновозбужденныэ состояния в кристаллах (г.То:лсх, 1988), ХШ научном сеетшаре "Влияние высоких давлений на вещество" (г.Бердянск, 1989), ill Всесоюзной конференции "Уравнение состояния вещества" (г.Нальчик, 1990 г.), ХП Всесоюзной конференции "Шизика прочности и пластичности металлов и сплавов" (г.Куйбышев, 1989), X Международной конференции по высокоэиергетяческоыу воздействию на материалы (г.Любляна, Югославия, 1989), УІ конференции Американского физического общества по удариоглу сжатию конденсированных сред (г.Альбукерке, Ньн-Мексико, США, 1989), Международной конференции .по высокоскоростному дефоркированиэ материалов "Зхсплсыет--90" (г.Сан-Дкего,.Калифорния, США).
Публикации. По теме-диссертации опубликовано 10 работ.
Структура диссеоташгн. Диссертация состоит кз введения, четырех глаз, заключения, списка используемой литературы и приложений. Обций объем составляет 132 стр., кз них основного текста 91 стр., рисунки - 16 стр.,, таблица - 7 стр., список литературы -- 15 стр. (142 наименования), приложения - 13 стр..
