Неупругое рассеяние

Для изотропных материалов разработаны численные конечно-разностные машинные методы, позволяющие решать задачи удара и пробивания [89, 194] и учитывающие неупругое поведение материала. Применение этих программ, а также программ, основанных на методе конечных элементов, для анализа композиционных материалов является, несомненно, делом ближайшего будущего. Однако необходимы и аналитические решения: во-первых, потому что их проще использовать в расчетной практике, а во-вторых, они потребуются для проверки численных решений, которые будут получены в будущем.

Сплошные линии — теоретические [17]; 1 — упругое поведение; 2 — неупругое поведение; экспериментальные точки [25] обозначены кружками.

Рассмотрено применение метода конечных элементов для расчета термических усадочных напряжений') в композитах. В введении отмечено, что большинство ранее предложенных методов основано на линейном подходе. Это приводит, как правило, к завышенной оценке уровня усадочных напряжений. Основной источник ошибок заключается в неучете ползучести полимерной матрицы. В этой главе остаточные напряжения, рассчитанные с учетом ползучести матрицы, сравниваются с соответствующими напряжениями, полученными в предположении об отсутствии ползучести. Показано влияние температурного режима цикла отверждения на напряженное состояние композита после завершения технологического процесса. Рассмотрены такие ситуации, когда превышение остаточными напряжениями пределов текучести одной из компонент композита приводит к изменениям его деформативных свойств. Дана оценка влияния остаточных напряжений на неупругое поведение композита.

7. Ольшак В., Савчук А. Неупругое поведение оболочек. М.: Мир, 1969. 144с.

Если материал конструкции не проявляет свойств ползучести, т.е. его неупругое поведение связано лишь с возникновением мгновенных пластических деформаций, то при сравнительно медленно меняющихся тепловых и силовых воздействиях на конструкцию, исключающих появление динамических эффектов, изменение ее напряженно-деформированного состояния должно практически .без запаздывания отслеживать изменения в распределении температуры и действующих нагрузок. В фиксированный момент времени в каждой точке Me V объема V тела, соответствующего рассматриваемой конструкции, компоненты полной деформации можно представить в виде суммы

_ 1.6.5. Неупругое поведение при выпучивании стержней 557

16.5. НЕУПРУГОЕ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ ВЫПУЧИВАНИИ СТЕРЖНЕЙ 25>

16.5. Неупругое поведение при выпучивании стержней...... 557

ее роста или убывания действуют дополнительно остаточные микронапряжения, обусловливая неупругое поведение материала [77].

1. Обратимая деформация — изменение формы исчезает по окончании воздействия силы; деформированное тело возвращается к исходной форме; упругое и неупругое поведение (предполагается обратимая деформация решетки).

Изменение формы исчезает после прекращения действия силы. Деформированное тело возвращается к исходной форме. Упругое и неупругое поведение.

деление кинетич. энергии между частицами в соответствии с законом упругого удара; 2) неупругое рассеяние (а + А^а' + А*), при к-ром состав взаимодействующих ядер не меняется, но часть кинетич. энергии бомбардирующей частицы расходуется на возбуждение ядра мишени (А' - возбуждённое ядро А, а' - частица а, потерявшая часть энергии); 3) собственно ядерная реакция (а + А-*Ь + В), при к-рой меняются внутр. св-ва и состав взаимодействующих ядер или происходят превращения элементарных частиц. Важной хар-кой Я.р. является её тепловой эффект, равный разности между суммами энергии покоя частиц, вступающих в Я.р., и частиц, образующихся в результате ядерной реакции. Я.р. имеют большое практич. значение в ядерной энергетике (в частности, в работе ядерных реакторов], для получения радиоактивных изотопов и т.д. См. также Цепная ядерная реакция. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ - силы, действующие между нуклонами в атомных ядрах и определяющие строение и св-ва ядер. Я.с. очень быстро убывают с увеличением расстояния /-между нуклонами и практически равны 0 при /->/-0х1 фм (10~15м), где /о - т.н. радиус действия Я.с. Величина Я.с. не зависит от заряда взаимодействующих нуклонов и в 100-1000 раз превышает силу электростатич. взаимодействия зарядов. ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ - мощный взрыв, вызванный чрезвычайно быстрым выделением огромного кол-ва ядерной энергии в результате цепной ядерной реакции деления тяжёлых ядер или термоядерной реакции синтеза. Мощность Я.в. характеризуется тро-тиловым эквивалентом. К поражающим факторам Я.в. относятся ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и др.

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ — превращения атомных ядер, обусловленные их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом. Обычно в Я. р. участвуют 4 частицы: 2 — исходные, а 2 образуются в результате Я. р. Однако возможно образование и большего числа частиц (ядер). В лабораторных условиях Я. р. обычно осуществляются путём бомбардировки более тяжёлых ядер атомов мишени более лёгкими частицами (ядрами). Условная запись Я. р.: а + А -» Ь + В или А(а, Ь) В, где А — исходное ядро мишени, а —. налетающая частица (ядро), В — конечное ядро, Ь — вылетающая частица (ядро). Различают: 1) упругое рассеяние (а -\- А —> а + А), при к-ром происходит лишь перераспределение кинетич. энергии между частицами в соответствии с законом упругого удара; 2) неупругое рассеяние (а 4-+ А —» a' +А*), при к-ром состав взаимодействующих ядер не меняется, но часть кинетич. энергии бомбардирующей частицы расходуется на возбуждение ядра мишени (А* — возбуждённое ядро А, о' — частица а, потерявшая часть энергии); ^собственно ядерная реакция (a -f- -А —* —»Ь + В), при к-рой меняются внутр. св-ва и состав взаимодействующих ядер или происходят превращения элементарных частиц. Я. р. обычно классифицируют в соответствии с природой бомбардирующих частиц (ядер). Соответственно различают Я. р. под действием нейтронов, протонов, дейтронов (ядер атомов дейтерия}, альфа-частиц, многозарядных (тяжёлых) ионов, гамма-д5отонов (ядерный фотоэффект). Важной хар-кой Я. р. является её тепловой эффект, равный разности между суммами энергий покоя частиц, вступающих в Я. р., и частиц, образующихся в результате ядерной реакции. Я. р. используют в физике для изучения строения и св-в атомных ядер. Кроме того, Я. р. имеют большое практич. значение в ядерной энергетике (в частности, в работе ядерных реакторов), для получения радиоактивных изотопов и т. д.

Возникает вопрос: чем может быть обусловлена активация новой системы скольжения в процессе усталостного нагружения? На этот вопрос в настоящее время трудно ответить однозначно. Нам представляются вероятными две причины. Во-первых, в процессе усталостного нагружения происходит неупругое рассеяние механической энергии, которое приводит к разогреву образца. Поскольку молибден обладает разной ориентационной и температурной зависимостью предела текучести, то при увеличении температуры испытания будет изменяться геометрия скольжения. Поэтому в процессе усталостных испытаний, когда происходит автокаталитический разогрев образца, может активироваться новая система скольжения. В результате начнут проявляться коллективные свойства дислокационного ансамбля с образованием бездислокационных каналов.

При взаимодействии нейтрона с ядрами происходит его поглощение или перераспределение энергии, т. е. рассеяние. Рассеяние нейтрона может быть упругим или неупругим, последний процесс сопровождается испусканием у-квантов. Неупругое рассеяние испытывают лишь быстрые нейтроны при столкновении с тяжелыми ядрами. Замедление (рассеяние) нейтрона зависит от его энергии и природы рассеивателя. Биологическая опасность нейтронов определятся двумя факторами: ионизацией протонами отдачи, образующимися при столкновении нейтрона с водородом, присутствующим в живой ткани, и наведенной активностью, возникающей при поглощении нейтрона. Процесс ионизации протонами обсуждался в гл. 4, вопросы активации будут рассмотрены в последующих разделах.

Для проведения массовых расчетов нейтронных параметров (4), (5), (7), времени замедления и его дисперсии, энергетических, пространственных и временных распределений составлена программа на основе использующейся в ядерной геофизике библиотеки нейтронных констант Б-2. При расчетах учитывают неупругое рассеяние и анизотропию упругого рассеяния в системе центра масс до 4-го порядка. Соответствующими ключами задается тип спектрального приближения (обобщения приближений Вигнера, Грюлинга — Гертцеля или Вайнберга — Вигнера). Тип спектрального приближения влияет на результаты расчетов тем заметнее, чем меньше водородосодержание среды. Разработанная программа предназначена для использования при составлении атласа нейтронных характеристик минералов и горных пород.

В средах второй группы основной механизм замедления — неупругое рассеяние. Спектр нейтронов с расстоянием смягчается, тонкая структура спектра выражена слабо, импульс замедленных нейтронов симметричен, обладает большой дисперсией. Обобщенное возрастное приближение (с учетом поглощения и неупругого рассеяния) имеет широкую область применимости.

Поток электронов в веществе испытывает упругое и неупругое рассеяние; энергия его тратится на ионизацию вещества пропорционально рг/Лоц, где р — плотность вещества; Л — массовое число; г — атомный номер и РО— начальная скорость электрона. Максимальный пробег электронов возрастает с увеличением их энергии. Так, например, в алюминии при начальной энергии №0>1 МэВ длина пробега К, см, выражается формулой

При захвате нейтрона ядром-мишенью образуется составное ядро в возбужденном состоянии. Переход в невозбужденное состояние может осуществляться различными путями, наиболее важные из которых следующие: а) деление ядра; б) радиационный захват; в) неупругое рассеяние.

™!~* Потенциальное Неупругое рассеяние

А>100 Радиациони Резонансы Неупругое рассеяние

Неупругое рассеяние — пороговое взаимодействие. Условие, при котором эта реакция происходит, имеет вид