مدل جبهه موج شوك قوي در مواد جامد بلوري با تنش تسليم پايين

Intense Shock Wave Model in Crystalline Solid Materials Having Low Yield Stress

در اين مقاله، رابطه بين تنش و زمان يا مكان در پروفيل موج شوك قوي يكنواخت و پارامترهاي موثر در پروفيل موج شوك قوي يكنواخت در مواد جامد فلزي مورد مطالعه قرارگرفته است. ابتدا پارامترهاي موثر در تغيير شكل ماده خالص شناسايي و رابطه بين آنها معلوم شد. سپس با انجام فرض‌هايي ساده كننده معادله تغيير تنش به دست آمد. در مرحله بعد سختي‌هاي ماده موردبحث واقعشده و با ساده‌سازي در معادله قرار گرفتند. با بي‌بعد سازي، پارامترهاي موثر در موج شوك قوي يكنواخت به دست آمدند. نتايج حل معادله بي‌بعد پروفيل موج شوك يكنواخت را شبيه‌سازي مي‌كند، تخميني از زمان صعود جبهه موج شوك قوي و ضخامت جبهه موج را مي‌دهد و نشان مي‌دهد كه نرخ كرنش بيشينه نزديك مركز پروفيل موج شوك روي مي‌دهد. داده‌هاي تجربي و شبيه‌سازي نشان مي‌دهد وقتي تنش برشي الاستيك از مقاومت شبكه بيشتر مي‌شود، يك پله كوچك در پروفيل سرعت-زمان ذره ايجاد مي‌شود.

In this article, the stress-time or speed-time relation for a steady intense shock wave front and effective parameters on it in solid metals (except alkaline metals) were studied. Firstly, the parameters relevant to the deformation of a pure material were identified and a relation between them was found. Then, with simplifying assumptions, a stress change equation was obtained. Afterwards, the modulus of the material was considered and after some simplification, it was substituted in the equation. After non-dimensionalization, effective parameters for a loading by an intense shock wave were obtained. The results of solving the dimensionless equations simulated the profile of the shock loading, gave the approximated rise time and width of the strong shock wave front and helped to explain that the maximum strain rate occurred near the center of the shock wave profile. It was shown that when the local shear stress is higher than the lattice strength, a small step is formed on the particle velocity-time profile.