СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 2: МНОГОМАСШТАБНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ПРОНИКАНИИ

Аннотация

Проведены ударные испытания двух типов алюминиевых сплавов 1561 и 1565 в диапазоне скоростей 250–750 м/с по двум схемам нагружения: (1) испытания в условиях одноосной деформации (плоского соударения) и (2) в условиях высокоскоростного проникания удлиненных ударников. Сочетание режимов нагружения и типов материала позволило детально проследить за процессом формирования многомасштабной структуры, инициированной ударным нагружением. В обеих схемах ударного нагружения переход материала в структурно-неустойчивое состояние и изменение масштабного уровня динамического деформирования происходило при одинаковой скорости деформации. При этом формирование мезоуровня-1 для обоих сплавов оказалось идентичным – структуры мезо-уровня-1 (размером 1–10 мкм) в виде полос локализованного сдвига зарождаются за счет флюктуаций массовой скорости, инициируемых при взаимодействии ударной волны со структурными неоднородностями. Процессы формирования динамических структур на мезоуровне-2 (50–150 мкм) изучались посредством микроструктурных исследований образцов. В алюминии 1561 элементы мезо-2 структуры представляют собой ячейки, которые формируются за счет коллективизации элементов мезо-1 структур по всему объему динамически деформируемого материала, в то время как в сплаве 1565 элементы структур мезо-2 – это периодические сбросовые ячейки по краям каверны, образованной при проникании удлиненного ударника. Прочностное поведение материалов оказалось зависящим от схемы нагружения. В одном и том же диапазоне скоростей ударного нагружения в случае одноосной деформации откольная прочность падает, в то время как сопротивление высокоскоростному прониканию возрастает. И наоборот, в диапазоне скоростей ударника, где откольная прочность возрастает, сопротивление высокоскоростному прониканию падает.