Work of spalling fracture

Kanel, G. I.

doi:10.1007/bf00751708

Cited by 8 publications

(9 citation statements)

References 3 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…An energy criterion [29][30][31] determines the possibility of complete rupture through comparison of the work of fracture and the amount of energy stored in the body. The work of fracture is the energy expended per unit crosssectional area of the body in the course of fragmentation.…”

Section: Fracture Work and Edge Effectsmentioning

confidence: 99%

Spallation in Solids Under Shock-Wave Loading: Analysis of Dynamic Flow, Methodology of Measurements, and Constitutive Factors

Kanel¹,

Разоренов²,

Уткин³

1996

High-Pressure Shock Compression of Solids II

View full text Add to dashboard Cite

Spallation occurs when two rarefaction waves interact in a body and produce enough tension to fracture it. The principal content of investigations of spall phenomena that have been conducted are: (i) metallographic examination of the spall zone in recovered samples to obtain the correlation of the degree of damage with various features of the stress history [1-3] and (ii) instrumental measurement of resistance to dynamic fracture [4][5][6]. In the former case the result is information about the ability of the material to withstand shock loading, about the mechanism of nucleation and development of micro-cracks or pores, and statistical description of these processes. Dynamic measurements (free-surface velocity profiles or pressure on the interface with a soft material) during the shock-wave loading give the most correct data about stresses present during the spall process. The theoretical background of these measurements is discussed in Section 1.2 of this chapter.The damage rate, which is approximately equal to the product of concentration of damage nucleation sites and the average growth rate of damage at the sites, cannot be arbitrarily large. Under conditions of rapid dynamic loading, fracture is an essentially rate-dependent process. As a result, the spall strength value is not a material constant. It is more correct to speak about the resistance to fracture as a function of strain rate and other parameters of state. Since the fracture evolves over a period of time comparable with the duration of a shock wave experiment, we have to identify the stage of fracture which corresponds to the fracturing stress as this stress is determined by dynamic measurements. The acoustic analysis of spallation in relaxing media presented in Section 1.3 shows a correlation among the initial damage rate, the unloading rate in the incident shock pulse, and the freesurface velocity profile that is measured. Using this analysis, the initial damage rate can be estimated directly from the free-surface velocity profile.The typical behavior of materials of different classes-metals and alloys, brittle single crystals and glasses, and elastomers-is described in Section 1.4. A series of additional factors can influence the fracture process that

show abstract

Section: Fracture Work and Edge Effectsmentioning

confidence: 99%

Spallation in Solids Under Shock-Wave Loading: Analysis of Dynamic Flow, Methodology of Measurements, and Constitutive Factors

Kanel¹,

Разоренов²,

Уткин³

1996

High-Pressure Shock Compression of Solids II

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Обычно при интерпретации полученных данных на временных профилях скорости свободной поверхности удается выделить несколько характерных точек, указы-вающих на возникновение в материале упругой волны, пластической волны, фазовых превращений, а также момента разрушения образца и координату откольного сечения [6][7][8][9][10][11]. В частности, по этим точкам определяют величину откольной прочности материала, под которой обычно подразумевается величина растягивающих на-пряжений в месте разрыва на момент разрушения.В настоящее время часто применяется способ опре-деления динамической прочности по так называемому сбросу скорости -разности между максимальным значением и последующим за ним первым локальным минимумом на диаграмме скорости свободной поверх-ности [7][8][9][10][11]. Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11].…”

unclassified

“…В настоящее время часто применяется способ опре-деления динамической прочности по так называемому сбросу скорости -разности между максимальным значением и последующим за ним первым локальным минимумом на диаграмме скорости свободной поверх-ности [7][8][9][10][11]. Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11].…”

unclassified

“…Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11]. Однако об этой особенности не следует забывать при обработке экспериментальных данных в иных условиях.…”

unclassified

“…Это позволяет детально зафиксировать все высокоскорост-ные изменения, возникающие перед разрушением образ-ца. Обычно при интерпретации полученных данных на временных профилях скорости свободной поверхности удается выделить несколько характерных точек, указы-вающих на возникновение в материале упругой волны, пластической волны, фазовых превращений, а также момента разрушения образца и координату откольного сечения [6][7][8][9][10][11]. В частности, по этим точкам определяют величину откольной прочности материала, под которой обычно подразумевается величина растягивающих на-пряжений в месте разрыва на момент разрушения.…”

unclassified

See 2 more Smart Citations

О Некоторых Принципиальных Особенностях Обработки Данных Испытаний На Откольное Разрушение

Волков¹,

Петров²,

Уткин³

2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Анализируется способ обработки результатов динамических испытаний по откольному разрушению, основанный на точном решении волнового уравнения, а также получивший широкое распространение его упрощенный вариант, основанный на предполагаемой однозначной связи величины сброса скорости свободной поверхности с предельным напряжением разрыва среды. При помощи рассматриваемых точных решений волновой методики определяются возникающие при отколе импульсы растягивающих напряжений. Приводится сравнение полученных уровней напряжений в момент разрушения со значениями откольной прочности, вычисленными по методике сброса скорости. Показаны случаи совпадения и расхождения результатов, полученных с помощью обеих методик. На примере нагружающих импульсов различной формы приведены возможные сценарии разрушения образца, в частности, показана возможность возникновения эффекта задержки разрушения, который может быть потерян при упрощенном способе обработки. В настоящее время одним из основных способов динамического испытания материалов на растяжение в микро-и субмикро-секундном диапазоне длитель-ностей является эксперимент, основанный на явлении откольного разрушения. При соответствующих испы-таниях в образце инициируется сжимающий импульс напряжений, который при отражении от свободной по-верхности приводит к единичному или множественному разрыву материала [1][2][3]. Информацию о динамических процессах, происходящих в образце во время испыта-ния, получают измерением скорости частиц свободной поверхности. Было разработано несколько различных способов измерения, которые позволяют получить вре-менную зависимость скорости свободной поверхности с разрешением вплоть до десятков пикосекунд [4,5]. Это позволяет детально зафиксировать все высокоскорост-ные изменения, возникающие перед разрушением образ-ца. Обычно при интерпретации полученных данных на временных профилях скорости свободной поверхности удается выделить несколько характерных точек, указы-вающих на возникновение в материале упругой волны, пластической волны, фазовых превращений, а также момента разрушения образца и координату откольного сечения [6][7][8][9][10][11]. В частности, по этим точкам определяют величину откольной прочности материала, под которой обычно подразумевается величина растягивающих на-пряжений в месте разрыва на момент разрушения.В настоящее время часто применяется способ опре-деления динамической прочности по так называемому сбросу скорости -разности между максимальным значением и последующим за ним первым локальным минимумом на диаграмме скорости свободной поверх-ности [7][8][9][10][11]. Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11]. Однако об этой особенности не следует забывать при обработке экспериментальных данных в иных условиях. Так, в случае пороговых разрушающих импульсов вычис-ление откольной прочности по сбросу скорости может привести к некорректным результатам. Это связано с тем, что динамическая прочность материала не может быть однозначно охарактеризована...

show abstract

Spall fracture: methodological aspects, mechanisms and governing factors

Kanel¹

2010

IUTAM Symposium on Dynamic Fracture and Fragmentation

View full text Add to dashboard Cite

Work of spalling fracture

Cited by 8 publications

References 3 publications

Spallation in Solids Under Shock-Wave Loading: Analysis of Dynamic Flow, Methodology of Measurements, and Constitutive Factors

Spallation in Solids Under Shock-Wave Loading: Analysis of Dynamic Flow, Methodology of Measurements, and Constitutive Factors

О Некоторых Принципиальных Особенностях Обработки Данных Испытаний На Откольное Разрушение

Spall fracture: methodological aspects, mechanisms and governing factors

Contact Info

Product

Resources

About