Исследование рассеяния

31. Малышев Б. М. Экспериментальное исследование распространения упруго-пластических волн. — ПМФТ, 1961, № 2.

Отметим, что плоскостная волна сдвига в этом направлении не связана с изгибной волной. Поскольку эффект связанности плоского и изгибного состояний является типичным для композиционных материалов, вызывает удивление то, что волнам такого рода уделялось к настоящему времени существенно меньше внимания, чем другим вопросам динамики композиционных материалов. Исследование распространения волн в слоистых пластинах, учитывающее отмеченный выше эффект, а" также анализ взаимодействия плоских и изгибных форм движения в различных волнах, содержится в работе Сана [164.]

В настоящей главе мы дадим обзор некоторых аспектов теории волновых и колебательных движений направленно армированных композитов при малых деформациях и линейном поведении компонентов. Некоторые основные понятия динамики упругого континуума приводятся в приложениях А и Б. Очень важным является исследование распространения механических возмущений для тел, подвергающихся высокоскоростным на-гружениям, например ударным или взрывным. В течение небольших промежутков времени после приложения к образцу высокоскоростной нагрузки в нем распространяются нестационарные волны. Взаимодействие этих волн с армирующими элементами может быть достаточно сильным.

Как было установлено выше в данном разделе, исследование распространения плоских гармонических волн в анизотропной среде является достаточно сложным. Однако если в трансвер-сально изотропной среде волны распространяются в направлении оси симметрии или же в направлениях, перпендикулярных этой оси, то соответствующий анализ нетруден. Например, если мы рассматриваем поперечную волну, определяемую вектором перемещений

Проблема распространения волн является классической; она была рассмотрена в весьма общей постановке и в различных трактовках. Подробное исследование распространения механических возмущений можно найти в книге Ахенбаха [3]. В настоящем приложении дано краткое изложение основных концепций (для справок).

Динамические фотоупругие исследования композитов сравнительно немногочисленны. Хантер [37] описал предварительное динамическое фотоупругое исследование распространения волны в модели композита. Двумерная модель, состоящая из чередующихся полос материалов «волокна» и «матрицы», подвергалась взрывной нагрузке на одном конце; при фотографировании динамических картин полос в качестве источника света применялся лазер с модулированной добротностью. Исследование носило качественный характер, а модель была нереалистической, поскольку отношение динамических модулей материалов волокна и матрицы составляло всего 1,61. Автор [16, 17] провел фотоупругое исследование динамики распространения трещин в более реалистической модели волокнистого композита. Цель этой работы заключалась в изучении распространения в матрице однонаправленного волокнистого композита трещины, возникающей при разрушении одного внутреннего волокна. Внезапно высвобождающаяся энергия обычно вызывает распространение трещины по направлению к соседним волокнам. Постановка эксперимента и результаты этого иследования вкратце описываются ниже.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Теория хрупкого разрушения достигла в настоящее время уровня, допускающего исследование распространения несквозных трещин. Задача эта сводится к определению коэффициентов интенсив-

Новожилов В. В., Рыбакипа О. Г. Исследование распространения поверхностных трещин при циклических нагружениях.......... 231

Исследование распространения поверхностных трещин при циклических нагружениях / Новожилов В. В., Рыбакина О. Г.— В кн.: Механическая усталость металлов : Материалы VI Междунар. коллоквиума. Киев : Наук, думка, 1983, с. 231—239.

волны от поверхности удара скорость распространения деформации различной величины выравнивается (рис. 71), приближаясь к величине а, определяемой деформационной теорией. Распространение упруго-пластической волны на значительном расстоянии от поверхности нагружения, как и распространение волны в стержнях, практически не зависит от чувствительности материала к скорости пластического деформирования и удовлетворительно описывается деформационной теорией, не учитывающей вязкую составляющую сопротивления. Вследствие этого исследование распространения плоской волны может быть использовано для получения информации о реологическом поведении материала под нагрузкой с учетом высокой скорости деформации пластического сдвига только в том случае, если изучается начальная стадия распространения волны, вызванной плоским соударением, в течение периода времени, сравнимого с временем релаксации сдвиговых напряжений, т. е. при распространении волны на пути порядка 10 мм для большинства металлов. На больших расстояниях от контактной поверхности скорость деформации на участке фронта пластической волны, прилегающем к упругому предвестнику, снижается практически до нуля, а крутизна фронта пластической волны уменьшается, не вызывая скоростной деформации материала при ее распространении.

Исследование рассеяния пределов выносливости материалов деталей ГДТ [5] и действующих напряжений в рабочих лопатках [6] позволило установить, что коэффициент вариации предела выносливости составляет

Лит.: С е р е н с е и С. В. [и др.], Исследование рассеяния характеристик выносливости конструкционных алюминиевых сплавов в связи с технологией их производства, М., 1958 (Труды МАТИ, вып. 35); Дуни н-Б арковский И. В. и С мирнов Н. В., Теория вероятностей и математическая статистика в технике (Общая часть), М., 1955; Болотин В. В., Статистические методы в строительной механике, М., 1961. М. Н. Степнов.

Лит.: С е р е н с е н С. В. [и др.], Исследование рассеяния характеристик выносливости конструкционных алюминиевых сплавов в связи с технологией их производства, «Тр. Моск. авиац. технол. ин-та», 1958, вып. 35. М. Н. Степнов.

Как видно из изложенного, задача сводится к определению составляющих электромагнитного поля, образующегося в результате взаимодействия между полем падающей волны и полем, создаваемым частицей как вторичным излучателем под действием падающей волны. Эта задача для разного рода частиц решалась Ми [Л. 58], Риди [Л. 61] и рядом других исследователей. Наиболее полное исследование рассеяния и поглощения на взвешенных частицах применительно к широкому кругу задач было выполнено в последние годы К. С. Шифриным [Л. 40].

'265. П р и ш и в а л к о А. П., Ч е к а л и н с к а я Ю. И., Исследование рассеяния света крупными поглощающими частицами сферической формы в приближении геометрической оптики, сб. «Спектроскопия светорассеивающих сред», Изд-во АН БССР, Минск, 1963.

Исследование рассеяния энергии при изгибно-крутильных колебаниях круглых стержней из стали Ст. 3 выполнено в работе [61]. Максимальные напряжения при изгибе составляли 11,8-Ю7 Н/м2 (1200 кгс/см2), а касательные напряжения при кручении — 7,5X Х107 Н/м2 (760 кгс/см2). Собственная частота первого образца для колебаний при изгибе составляла 134 Гц, а для крутильных — 227 Гц. Для второго образца при изгибно-крутильных колебаниях частоты

84. Хильчевский В. В. Исследование рассеяния энергии в турбо-лопаточной стали при высоких температурах. Киев, изд-во КИИ, т. XVIII, 1955, с. 14-30.

87. Хильчевский В. В. Исследование рассеяния энергии в одном случае плоского напряженного состояния. — В кн.: Рассеяние энергии при колебаниях упругих систем. Труды научно-технич. совещания. Киев, АН УССР, 1963, с. 190—193.

39. Т и м о ш е н к о В. П., Исследование рассеяния энергии в материалах при однородном напряженном состоянии, Труды научно-технического совещания по изучению рассеяния энергии при колебаниях упругих тел, Изд-во АН УССР, Киев, 1958.

117. Данилов В.Н., Ермолов И.Н., Ушаков СВ. Исследование рассеяния поперечной волны на трещине // Дефектоскопия. 2001. № 5. С. 42-50.

92. Исследование рассеяния энергии в магниевых чугуиах с шаровидным графитом при изгибно-крутильных колебаниях / Г. С. Писаренко, К. И. Ващеико, В. В. Хнльчевскнй и др. — В кн.: Рассеяние энергии при колебаниях упругих систем. Киев: Наукова думка, 1968, с. 156—170.