彈性波的相互作用ppt課件-資料下載頁
2025-01-14 16:06本頁面
【正文】 ） 。 0TITIAAFAA????2 1ITIAnTAA???第三章 彈性波的相互作用 55 1） 和 2） 疊加的效果為： a） 隨著壓縮脈沖向錐頂 （ 右 ） 傳播 ， 脈沖頭部壓縮區(qū)應(yīng)力幅值逐漸增大； b） 桿中拉伸區(qū)逐漸增長 ， 幅值逐漸增大； c） 當(dāng)桿中靠近錐頂某處的拉應(yīng)力達(dá)到材料的抗拉極限 ，錐頂部分將會產(chǎn)生斷裂并飛離 。 第三章 彈性波的相互作用 56 11TITIn A AFn A A??????2 ITIAnTAA? ?反射系數(shù) 透射系數(shù) 初始入射波強(qiáng)度 1I? ??第三章 彈性波的相互作用 57 102 5 3 6 ( 1 ) 0 . 1 82 5 3 6R???? ? ? ? ??102 3 6 ( 1 ) 1 . 1 82 5 3 6T????? ? ? ? ? ??1) 第三章 彈性波的相互作用 58 2 1 39。1 6 2 5 ( 1 . 1 8 ) 0 . 2 5 91 6 2 5R???? ? ? ? ??2 39。 1 39。2 2 5 ( 1 . 1 8 ) 1 . 4 41 6 2 5T???? ? ? ? ? ??2) 第三章 彈性波的相互作用 59 3 39。 2 39。2 1 6 ( 1 . 4 4 ) 1 . 8 49 1 6T???? ? ? ? ? ??3 2 39。9 1 6 ( 1 . 4 4 ) 0 . 4 0 39 1 6R???? ? ? ? ??3) 第三章 彈性波的相互作用 60 4 3 39。49 ( 1 . 8 4 ) 0 . 7 149R???? ? ? ? ??4 39。 3 39。29 ( 1 . 8 4 ) 2 . 5 549T???? ? ? ? ? ??4) 5 4 39。14 ( 2 . 5 5 ) 1 . 5 314R???? ? ? ? ??5 39。 4 39。24 ( 2 . 5 5 ) 4 . 0 814T???? ? ? ? ? ??6 5 39。 5 39。 ? ? ?? ? ? ?5) 6) 在自由面反射后 ,壓縮波變成拉伸波 . 第三章 彈性波的相互作用 61 722 2 5 0 . 2 5 9 0 . 2 1 22 5 3 6T???? ? ? ??7 39。 23 6 2 5 0 . 2 5 9 0 . 0 4 73 6 2 5R???? ? ? ??7) 第三章 彈性波的相互作用 62 63 Hopkinson 壓桿技術(shù) 1914年 ,時的壓力 時間 ,采用的裝置被稱為 Hokinson壓桿 (Pressure bar). 炸藥 :提供瞬時壓力 。 測時器 (飛片 ):當(dāng)壓力脈沖在測時器自由面反射為拉伸脈沖時 ,入射壓力脈沖與反射拉伸脈沖相疊加后在出現(xiàn)凈拉應(yīng)力 ,測時器將飛離 . 彈道擺 :測量測時器的動量 . 第三章 彈性波的相互作用 64 1) 測時器長度等于或大于壓力脈沖長度的一半 ,壓力脈沖的動量將全部陷入測時器中 ,當(dāng)測時器飛離時 ,桿將保持靜止 . 2) 桿能保持靜止的最小長度 ,可求的壓力脈沖的長度 或壓力脈沖的持續(xù)時間 . 3) 限制條件 : 壓力脈沖的峰值不得超過材料的屈服極限 ,脈沖長度遠(yuǎn)大于壓桿直徑 . 0 0 02/C l C????02l??第三章 彈性波的相互作用 65 應(yīng)力波反射卸載引起的斷裂 層裂 :壓力脈沖在桿或板的自由表面反射成拉伸脈沖時 ,將可能在鄰近自由面的某處造成相當(dāng)高的拉應(yīng)力 ,一旦滿足某動態(tài)斷裂準(zhǔn)則 ,就會在該處引起材料的破裂 .這種由壓力脈沖在自由面反射造成的背面動態(tài)斷裂稱為層裂或崩落 . 第三章 彈性波的相互作用 66 1) 矩形脈沖 第三章 彈性波的相互作用 67 a)矩形脈沖接近自由表面 。 b)入射脈沖的 1/4被反射 ,在離自由表面 長度內(nèi)入射壓應(yīng)力與反射拉應(yīng)力疊加后的凈應(yīng)力為零 。 c)入射脈沖的 1/2被反射 ,疊加凈應(yīng)力為零 ,但離自由表面 長度內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)速度則為入射壓力波質(zhì)點(diǎn)速度的兩倍 .隨后將出現(xiàn)拉應(yīng)力 。 d)入射脈沖的 3/4被反射形成了長度為 的拉應(yīng)力區(qū) ,而離自由表面長度內(nèi)凈應(yīng)力為零 。 e)反射結(jié)束 ,右行的壓力脈沖完全反射成為左行的拉伸脈沖 . /2?/4?/2?68 對于矩形脈沖 ,脈沖幅值 ,則在當(dāng)入射脈沖的一半從自由面反射后 , 當(dāng) 時刻將發(fā)射層裂 .裂片厚 ,層裂片的飛離速度為 mc???00 0 02m mfCvC???? ? ???2???0( 2 )tC?? 也即為入射波質(zhì)點(diǎn)速度的兩倍 .對于矩形脈沖 ,不管脈沖幅值多大 ,都不會發(fā)生多次層裂 . 第三章 彈性波的相互作用 69 2) 鋸齒形脈沖 鋸齒形脈沖在自由表面反射時五個典型時刻應(yīng)力波形示意圖 第三章 彈性波的相互作用 70 特點(diǎn) :壓力脈沖反射開始 ,就同時發(fā)生了反射卸載波與入射卸載波的相互作用 ,形成凈拉應(yīng)力區(qū) 。 1) 凈拉應(yīng)力的值在反射波的頭部最大 ,隨反射的進(jìn)行而逐漸增大 ,在入射脈沖的一半被反射時達(dá)到最大 . 2) 凈拉應(yīng)力超過材料的抗拉臨界值時 ,發(fā)生層裂 . 02( 0 ) ( )cC?? ? ????()t?若在距自由面 處滿足最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則而發(fā)生層裂 ,有 , 對于線性衰減的三角形脈沖 , 表達(dá)式為 0(1 )m Ct?? ???第三章 彈性波的相互作用 71 可確定首次層裂的裂片厚度 為 發(fā)生層裂的時候?yàn)榉瓷溟_始后時刻 ,且 1t1 2cm?????1?11002cmt CC? ? ????裂片的厚度可依據(jù)裂片的動量等于陷入其中的脈沖能量，即按下式近似計算 代入可得 002 mcfv C?????10201 01 ( )dtCfvt????? ?第三章 彈性波的相互作用 72 若 ,則與矩形脈沖類似 ,層裂片厚度 ,發(fā)生與自由面反射后 時刻 ,并且壓力脈沖的全部沖量陷入裂片之中 ,不會發(fā)生多次層裂 . 若 ,一次層裂發(fā)生后 ,壓力脈沖剩余部分將在有層裂形成的新自由表面發(fā)生反射 ,可能發(fā)生多次層裂 . 0/2tC??/2???mc???mc???第三章 彈性波的相互作用 00()tdt K??????損傷累積準(zhǔn)則 : 73 角裂 心裂 縱波斜入射 ,一般將同時反射縱波和橫波 . 第三章 彈性波的相互作用
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