Изучение действия динамического разрушения конструкций приобретает все большую актуальность. Динамические воздействия характеризуются огромным разнообразием, они происходят при постоянном изменении параметров, отличаются быстрым получением результатов, небольшой продолжительностью и иногда ограниченной зоной действия.
С недавнего времени часто применяется численное моделирование процессов деформирования конструкции в целом, а также отдельных ее составляющих при динамических внешних воздействиях. Более того реальный объект, имеющий комплекс физико-механических свойств, при расчетах заменяется на свою математическую модель. Для обеспечения известных моделей поведения материалов нужными параметрами и константами, вдобавок для разработки других математических моделей необходимы экспериментальные данные, полученные из динамических свойств строительных материалов, которые используются при изготовлении конструкций.
Одним из самых обоснованных и распространенных способов испытаний материалов при динамических воздействиях, происходящие при больших скоростях деформации является метод Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона. Основной областью применения этого метода являются динамические испытания металлов и их сплавов, иногда он может использоваться для нахождения механических свойств полимерных и композиционных материалов, малое количество работ рассматривают динамические испытания горных пород и бетонов. Наравне с традиционными исследованиями материалов на растяжение и сжатие, эта методика разрешает проводить опыты с регистрацией нескольких циклов импульсного нагружения.
Главными преимуществами метода Кольского считаются простая реализация, точное теоретическое объяснение явлений, возникающие в системе двух тонких длинных упругих стержней и короткого упругопластического образца между ними, корректное определение существенных деформаций образца благодаря тензорезисторам, регистрирующих импульсы деформации в стержнях. Помимо этого, эксперименты, проведённые по данной методике, исключают изгиб образца ввиду его малой длины. Метод РСГ делает возможным регистрировать историю изменения скорости деформации в процессе деформирования материала.
Целью данной работы является исследование процессов деформирования и разрушения керамического кирпича при высокой скорости деформирования и обработка данных испытаний на раскалывание для получения механических свойств при динамических нагружениях.
Для достижения обозначенной цели были поставлены и решены следующие задачи:
Рассмотреть модификацию метода Кольского для исследования динамических свойств мягких грунтов;
Изучить основные методы РСГ на сжатие, растяжение, раскалывание, ударную вязкость и срез для испытаний хрупких разносопротивляющихся материалов;
Провести сравнение двух программ при анализе экспериментальных данных, полученных при раскалывании образца;
Проанализировать диаграммы деформирования хрупких материалов: зависимости напряжения, деформации и скорости деформации от времени;
Составить среднюю зависимость для опытов с близкой скоростью ударника, строя соответствующие зависимости среднего растягивающего напряжения от времени;
Для диаграмм средней зависимости построить планки погрешностей, указывающих степень разбросанности свойств материала;
Произвести аппроксимацию практически линейного участка диаграммы σ_tср~t линейной функцией для определения скорости роста напряжения;
Построить зависимость σ_(tср,max)~σ ̇ и τ_max~σ ̇ по полученным данным для определения механических свойств хрупкого материала.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и 3 приложений.
Первая глава работы посвящена рассмотрению теоретических аспектов метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона и его модификаций для растяжения, сжатия, раскалывания, ударной вязкости и среза.
Во второй главе находятся дополнительные средства и экспериментальные разработки для анализа процессов разрушения и деформирования хрупких материалов.
Третья глава представляет численные результаты исследования механических свойств хрупкого материала при раскалывании.
В заключении работы описаны основные выводы, полученные1 в ходе изучения поставленной цели.
Весь текст будет доступен после покупки