The purpose of this work is to show that the spherical shock waves arising in a liquid during cavitation bubble collapse can lead to formation of deep needle-like pits on the solid surface. The nature of dynamic damage during cavitation erosion is the spallation caused by interference of rarefaction waves. Rarefaction at spherical wave impact arises when the velocity of contact surface boundary becomes less than the speed of sound in a target. If the tension caused by the focused rarefaction wave exceeds the spall strength of material, channel spall cracks can arise. At low pulsed loading, spall cracks are formed in a dynamic fatigue mode. Needle-like damage arises upon focusing rarefaction waves. In terms of our model, a system of cylindrical spall cracks is consecutively formed around a deeper axial spall needle-like crack. Upon subsequent loading, each crack acts as a source of new rarefaction wave. Newly formed cylindrical spall cracks suppress the growth of the cracks of previous generation and give birth to the cracks of next generation. A distinctive feature is that the cracks are first formed at the periphery of damageability zone, subsequent cracks having a lower depth.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук, Черноголовка, Россия *
Эффект самозалечивания обнаружен при изучении микроструктуры полос локализованной деформации. Показано, что из матричного материала в зону растущей откольной повреждаемости мигрируют элементы внедрения (О, С) и частицы легирующей фазы. При рассмотрении волновой картины процесса локализации установлено, что формирование полос локализованной деформации сопровождается процессом ревербе-рации, который характеризуется образованием периодически повторяющихся циклов сжатие−растяжение. Слабое затухание реверберации приводит к увеличению длительности импульсного деформирования образца на 2−3 порядка по сравнению с временем начального импульса сжатия. DOI: 10.21883/JTF.2017.10.44994.1927 ВведениеПолосы локализованной деформации являются пред-вестником разрушения, отсюда и большой интерес к проблеме залечивания растущей повреждаемости. Воз-действие ударной волны на искусственно созданные поры, трещины, полости позволяет выявить процессы, сопутствующие залечиванию. Установлено, что матери-ал вблизи верхушки коллапсирующей поры сильно де-формируется [1], степень деформации может превышать 300% при суммарной аксиальной укороченности образца в 10%. Характерно, что схлопывание поры сопровожда-ется образованием трещины в направлении нормальном к приложенному сжатию. Интересный результат обна-ружен в [2], -оказалось, что критическое напряжение, при достижении которого начинается процесс залечива-ния, одно и то же как для статического, так и динами-ческого сжатия, и составляет ∼ 100 MPa. Залечивание пор малого размера сопровождается образованием сдви-говых полос, длина которых возрастает с ростом ампли-туды сжатия. При статическом сжатии такие полосы не наблюдаются, и пластическая деформация в этих усло-виях проходит гомогенно. Нагружение трещины ударной волной сопровождается образованием полос адиабати-ческого сдвига и вторичных микротрещин в местах локализованного течения у краев трещины, при этом размер трещины уменьшается в направлении распро-странения ударной волны [3]. В металлах с вязким типом течения (медь, тантал) при компактировании цилин-дрических каналов возникают полосы локализованного сдвига вблизи искусственной полости, в то время как для металлов с хрупким типом течения (титан) наблюдается выкрашивание в зоне сдвиговой деформации [4].Многочисленные исследования микроструктуры по-лос локализованной деформации характеризуются вы-соким уровнем описания изменений, происходящих с материалом при взрывном воздействии. Однако причи-ны их вызывающие остаются неизвестными, поскольку исследования проводят на сохраненных образцах после импульсного воздействия без учета формирования струк-туры в процессе деформирования. На невозможность установления причин изменения структуры обратил вни-мание Декарли более 30 лет назад [5]. Недавно Майерс в статье о динамической рекристаллизации [6] подтвердил, что такая ситуация будет сохраняться до тех пор, пока не будет создано оборудование, позволяющее изучать изменение структуры в процессе деформирования.Настоящая работа посвящена исследованию процес-сов, сопровождающих формирование поло...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.