Сверхзвуковые трещины - это трещины, в которых скорость распространения трещин выше скорости звука в материале. Это явление было впервые обнаружено учеными из Института исследований металлов Макса Планка в Штутгарте ( Маркус Дж. Бюлер и Хуацзян Гао ) и исследовательского центра IBM Almaden в Сан-Хосе, Калифорния ( Фарид Ф. Абрахам ). [1]
Вопросы межзвукового и сверхзвукового разрушения становятся границей динамической механики разрушения . Работа Берриджа положила начало исследованию роста межзвуковой трещины (когда скорость вершины трещины V находится между скоростью сдвига волны C ^ 8 и скоростью продольной волны C ^ 1. [2]
Сверхзвуковое разрушение было явлением, полностью необъяснимым классическими теориями разрушения. Молекулярная динамикамоделирование группы вокруг Абрахама и Гао показало существование трещин межзвуковой моды I и сверхзвуковой моды II. Это побудило Янга провести анализ механики сплошной среды сверхзвуковых трещин моды III. Недавний прогресс в теоретическом понимании гиперупругости при динамическом разрушении показал, что распространение сверхзвуковой трещины можно понять только путем введения новой шкалы длины, называемой χ; который управляет процессом переноса энергии около вершины трещины. В динамике трещины полностью доминируют свойства материала внутри зоны, окружающей вершину трещины с характерным размером, равным χ. Когда материал внутри этой характерной зоны становится жестким из-за сверхупругих свойств, трещины распространяются быстрее, чем скорость продольных волн.Исследовательская группа Гао использовала эту концепцию для моделирования задачи Броберга о распространении трещины внутри жесткой полосы, заключенной в мягкую упругую матрицу. Это моделирование подтвердило существование характерной длины энергии. Это исследование также имело значение для динамического распространения трещин в композитных материалах. Если характерный размер микроструктуры композита больше энергетической характеристической длины χ; модели, которые гомогенизируют материалы в эффективный континуум, будут иметь значительную ошибку. Возникает проблема планирования экспериментов и интерпретирующих симуляций для проверки энергетической характеристической длины. Подтверждение концепции следует искать в сравнении экспериментов со сверхзвуковыми трещинами и прогнозами моделирования и анализа.В то время как большое волнение справедливо сосредоточено на относительно новой деятельности, связанной с межзвуковым растрескиванием, в современные работы еще предстоит включить старую, но интересную возможность: для границы раздела между упруго разнородными материалами распространение трещины дозвуковое, но превышает скорость волны Рэлея предсказано по крайней мере для некоторых комбинаций упругих свойств двух материалов.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Сверхзвуковой перелом . MIT.edu. По состоянию на 19 мая 2012 г.
- ^ Механизм хрупкого разрушения . Eurekalert.org. По состоянию на 19 мая 2012 г.
 | Эта статья о физике незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |
