Бордзиловский С.А.   Воронин М.С.   Караханов С.М.   Мержиевский Л.А.  

Расчет температуры ударного сжатия полимерных материалов

Reporter: Воронин М.С.

Известно достаточно много моделей, описывающих ударно-волновое сжатие полимерных материалов [1-4]. Построены уравнения состояния полимерных материалов в широком диапазоне изменения параметров, характеризующих состояние сред  [5-8]. В расчетах по таким моделям уравнениям состояния достаточно хорошо воспроизводятся экспериментальные данные по эволюции кинематических параметров в процессах ударного сжатия. При этом остается проблема расчета температуры ударного сжатия. Это осложняется и тем обстоятельством, что экспериментальные методы измерения температуры зачастую дают не согласующиеся результаты [9-11]. Перечисленные обстоятельства делают актуальным разработку уравнений состояния и моделей, позволяющих адекватно описывать не только кинематические, но и термодинамические параметры ударно-волнового сжатия полимеров.
В данной работе такая модель строится на основе максвелловских представлений о механизмах необратимых деформаций [12]. Развиваемый подход апробирован на построении моделей поликристаллических и полимерных материалов [13,14]. Результаты расчетов сравниваются с экспериментальными данными.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Gerlach R., Siviour C. R., Petrinic N., Wiegand J. Experimental characterisation and constitutive modelling of RTM-6 resin under impact loading // Polymer, 2008, Vol. 49, p. 2728–2737.
2. Chen W., Zhou B. Constitutive Behavior of Epon 828/T-403 at Various Strain Rates // Mechanics of Time-Dependent Materials, 1998, Vol. 2, p. 103–111.
3. Schuler K.W. Propagation of steady shock waves in polymethil methacrylate.  // J. Mech. Phys. Solids, 1970, v. 18, p. 277 – 293.
4. Menikoff  R. Constitutive model for polymethyl methacrylate at high pressure. // JAP, 2004, v.96, N 12, p. 7696 – 7704.
5. Бушман А.В., Фортов В.Е. Модели уравнения состояния вещества. // УФН, 1983, т. 140, в. 2, с. 177 – 232.
6. Morris C.E., Fritz J.N., McQueen R.G. The equation of state of polytetrafluoroethylene to 80 GPa. //  J. Chem. Phys., 80(10), May 1984.
7. Бушман А.В., Жерноклетов М.В., Ломоносов И.В. и др. Исследование плексигласа и тефлона в волнах повторного ударного сжатия и изоэнтропической разгрузки. Уравнение состояния полимеров при высоких плотностях энергии. // Докл. РАН, 1993, т. 329, № 5, с 581- 584.
8. Хищенко К.В. Температура и теплоемкость полиметилметакрилата за фронтом сильных ударных волн. ТВТ, 1997, т.35, №6, с. 1002-1005.
9. Кормер С. Б. Оптические исследования свойств ударно сжатых конденсированных диэлектриков // УФН. 1968. Т. 94, вып. 4. С. 641-687.
10. Rosenberg Z., Parton Y. Direct measurement of temperature in shock-loaded polymethylmethacrylate with very thin copper thermistors, J. Appl. Phys., 56(7), October 1984, p.1921-1926.
11. Бордзиловский С. А., Караханов C. М. Измерение температуры полиметилметакрилата при ударном сжатии // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия физическая. 2011. № 1. C. 116-122.
12. Годунов С.К. Элементы механики сплошной среды. М.: Наука, 1978. 304 с.
13. Мержиевский Л.А., Реснянский А.Д. Численное моделирование ударно-волновых процессов в металлах. //ФГВ. 1984. Т.20, № 5, с. 114 - 122.
14. Мержиевский Л.А., М.С. Воронин. Моделирование ударно-волнового деформирования полиметилметакрилата. // ФГВ. 2012. Т. 48, № 2, с. 113-123.