СЖАТИЕ СТАЛИ МАРКИ Ст3 «СЛАБОЙ» УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

Д.В. Назаров Nazarov; И.Р. Трунин Trunin; Д.А. Баженов Bazhenov; Е.Е. Шестаков Shestakov; И.С. Гнутов Gnutov

doi:10.32326/1814-9146-2025-87-2-241-252

Д.В. Назаров Nazarov Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров
И.Р. Трунин Trunin Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Саровский физико-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Саров
Д.А. Баженов Bazhenov Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров
Е.Е. Шестаков Shestakov Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров
И.С. Гнутов Gnutov Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров

DOI: https://doi.org/10.32326/1814-9146-2025-87-2-241-252

Ключевые слова: сталь марки Ст3, скорость свободной поверхности, упругий предвестник, ударная волна, ударная адиабата, уравнение состояния

Аннотация

Представлен экспериментальный подход, позволяющий рассмотреть картину волновых взаимодействий вблизи свободной поверхности ударно-нагруженных образцов, и исследовано их влияние на движение свободной поверхности.
Проведены ударно-волновые эксперименты, в которых образцы из стали Ст3 различной толщины нагружались ударниками из того же материала. Опыты проводились на нагружающей пневматической установке пушечного типа (рабочий газ – гелий), ударник разгонялся до скоростей ~500 м/с, диагностика волновых процессов проводилась по регистрации скорости движения свободной поверхности с помощью методики PDV (Photon Doppler Velocimeter). На фронтальном участке зависимости скорости поверхности образца от времени зарегистрированы особенности в виде ступенек, которым соответствуют времена выхода на свободную поверхность первой упругой волны, распространяющейся по образцу с продольной скоростью звука, и второй волны, образованной в результате отражения первой упругой волны разрежения от ударной волны. Предложено оценивать значение скорости ударной волны в случае ее упругопластической конфигурации по регистрации времен выхода упругих предвестников на свободную поверхность образца.
Построены ударные адиабаты стали Ст3: зависимость скорости ударной волны от массовой скорости за фронтом волны, зависимость напряжения от плотности стали в диапазоне нагружения до давления ~13 ГПа, соответствующего началу фазового перехода a-e в железе.
Определены параметры уравнения состояния стали Ст3 в форме Ми–Грюнайзена, которые позволят использовать это уравнение для численного моделирования поведения вещества в низкой области ударного нагружения.