Метод расчета упрочнения металлической частицы при высокоскоростном соударении с мишенью

Abstract

Рассмотрена физико-математическая модель образования фрагментов и получены выражения для энергии, затрачиваемой на фрагментацию зерен и диссипацию энергии деформации. Метод расчета фрагментации, деформации и упрочнения металлической частицы при ударе о мишень основан на уравнении сохранения энергии с использованием следствий, вытекающих из рассмотренной модели. Показано, в частности, что существует минимальная скорость удара, ниже которой фрагментация отсутствует во всем объеме частицы. Получены алгебраические уравнения для определения зависимости таких характеристик, как максимальное напряжение на контакте, максимальная деформация, минимальный и средний размеры фрагментов, максимальная и средняя величины модуля линейного упрочнения, от скорости удара и свойств материала. Приведены примеры расчетов искомых параметров.

Розглянуто фізико-математичну модель утворення фрагментів та отримано вирази для енергії, що витрачається на фрагментацію зерен і дисипацію енергії деформації. Метод розрахунку фрагментації, деформації та зміцнення металевої частинки при ударі по мішені заснований на рівнянні збереження енергії з використанням наслідків, що випливають з розглянутої моделі. Показано, зокрема, що існує мінімальна швидкість удару, нижче якої фрагментація відсутня у всьому об’ємі частинки. Отримано алгебраїчні рівняння для визначення залежності таких характеристик, як максимальне напруження на контакті, максимальна деформація, мінімальний і середній розміри фрагментів, максимальна й середня величини модуля лінійного зміцнення, від швидкості удару й властивостей матеріалу. Наведено приклади розрахунку шуканих параметрів.

At high-speed collision of metallic particles with a solid surface, breaking (fragmentation) of grains occurs up to the formation of nanoscale structures, which results in increased strength of the material. In this paper, physical and mathematical model of the deformation, formation of fragments and dissipation of impact energy is considered.