Динамическое деформирование некоторых хрупких структурно-неоднородных материалов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

На правах рукописи

ДЕМЕНКО Павел Васильевич

ДИНАМИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ХРУПКИХ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 01.02.04 механика деформируемого твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НИЖНИЙ НОВГОРОД 2004

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте механики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского»

Научные руководители: доктор технических наук

А.М.Брагов

доктор физико-математических наук А.И. Садырин

Научный консультант: кандидат технических наук

А.К. Ломунов

Официальные оппоненты: профессор,

доктор технических наук А.И.Рузанов, доктор технических наук В.А.Пушков

Ведущая организация - Нижегородский филиал института машиноведения им. А. А. Благонравова РАН

Защита состоится 29 декабря 2004 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д212.166.09 Нижегородского государственного университета им.Н.ИЛобачевского по адресу: 603950 Нижний Новгород, ГСП-1000, пр-т Гагарина, 23, корп.6.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке ННГУ

Автореферат разослан «_» ноября 2004 года.

Ученый секретарь Совета кандидат технических наук доцент

Актуальность темы

В настоящее время в связи с участившимися техногенными катастрофами, террористическими актами, сопровождающимися взрывными или ударными воздействиями существенно возрос интерес к исследованию поведения несущих и защитных конструкций зданий и сооружений, объектов военной, атомной промышленности выполненных из хрупких строительных материалов, таких как бетон, кирпич, керамика и др. На стадии проектирования конструкций необходимо учитывать возникновение подобных ситуаций. В связи с этим для достоверного расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) и прочности динамически нагруженных конструкций и их элементов необходимы данные о динамических свойствах тех материалов, которые в них используются. В последние годы большое внимание этой проблеме уделяется не только в нашей стране, но и во всем мире.

В настоящее время значительных успехов достигло математическое моделирование поведения материалов, развиваются численные методы решения нелинейных задач высокоскоростного деформирования твердых тел и конструкций. Вычислительные модели в состоянии описывать сложное поведение материалов с учетом деформационного упрочнения, влияния скорости деформации, деформационной анизотропии и т.д. Для оснащения или проверки предложенных моделей необходимы многочисленные экспериментальные данные. В этой связи разработка и развитие методики для испытания хрупких структурно-неоднородных материалов в широком диапазоне скоростей деформации являются актуальны-

ми и проблемными.

Цель работы состоит в разработке методических основ динамических испытаний хрупких структурно-неоднородных материалов (бетон, кирпич, керамика) на основе метода Кольского и изучение на этой основе механических свойств этих материалов с учетом влияния скорости деформации, вида НДС.

Для достижения этой цели в диссертации были решены следующие задачи:

1. Создана установка для исследования прочностных и деформаци-

Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона диаметром 60 мм.

2. Разработано программное обеспечение, позволяющее автоматизировать съем, обработку и хранение результатов экспериментов, полученных с помощью метода Кольского.

3. Получены динамические диаграммы деформирования и зависимости предельных прочностных и деформационных характеристик от скорости деформации для различных сортов бетонов и кирпича. Установлены зависимости прочностных характеристик бетона от крупности заполнителя.

4. Проведено численное и экспериментальное исследование ударного взаимодействия конического бойка с бетонной преградой.

5. Впервые проведено комплексное исследование прочностных и деформационных свойств бетона и керамики на основе диоксида циркония при скоростях деформации и различных видах НДС. Отмечено существенное влияние вида НДС на механические свойства диоксидциркониевой керамики.

Научная новизна:

Создан автоматизированный экспериментальный комплекс, включающий в себя в качестве нагружающего устройства пневматическую пушку, систему разрезных стрежней Гоп-кинсона диаметром 60 мм, позволяющий изучать механические свойства различных структурно-неоднородных материалов в диапазоне скоростей деформации Разработано и создано современное программное обеспечение, позволяющее проводить автоматизированный съем и обработку экспериментальной информации. Проведены динамические испытания ряда структурно-неоднородных сред, установлены закономерности изменения механических свойств исследованных материалов от скорости деформации в диапазоне

Практическая ценность:

На основе метода Кольского разработан и создан комплекс методических и аппаратных средств изучения динамических свойств структурно-неоднородных материалов. Полученные с его помощью экспериментальное результаты использованы в РФЯЦ-ВНИИЭФ,

РФЯЦ-ВНИИТФ и других научно-исследовательских институтах. Экспериментальный комплекс может использоваться в учебной и лабораторной практике.

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается тщательным выбором и анализом методов и средств экспериментальных исследований, совпадением результатов, полученных в работе, с данными зарубежных и отечественных авторов.

Основные положения, представляемые к защите:

1. Автоматизированный экспериментальный комплекс для исследования прочностных и деформационных характеристик структурно-неоднородных материалов на базе разрезного стрежня Гопкинсона диаметром 60мм.

2. Программный комплекс для сбора, обработки и хранения опытных данных высокоскоростных испытаний.

3. Результаты исследования динамических свойств ряда структурно-неоднородных материалов: различных сортов бетона, строительного кирпича, керамики и бетона на основе диоксида циркония.

4. Результаты численного и экспериментального исследования процессов проникания ударника в бетонную преграду.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались на:

4th International Symposium IMPULSE - 2001, Kiev VIII всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, Пермь 2001

VI Нижегородская сессия молодых ученых, г. Саров, 2001 г Конференция «Испытания материалов и конструкций», посвященной 100-летию со дня рождения профессора М.И. Вол-ского и 50-летию со дня основания НИЛИМ, Н.Новгород, 2000г.

Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения, Аннотации докладов II научной конференции Волжского регионального центра РАРАН, г. Саров, 2001г.

Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред, VII международный симпозиум, М, Ярополец,2001 г

"New Experimental Methods in Material Dynamics and Impact", Radziejowice Palace, Poland, 2001,

Международная конференция «Забабахинские научные чтения», тезисы, Снежинск, 2001г.

Саровская научная молодежная школа-семинар «Экологическая и промышленная безопасность», тезисы докладов, Саров, 2001г.

"Inzyneria Srodowiska w Eksploatacji Kompleksow Wo-jskowych". XV Межд. научно-техи. конф., Польша, 2001 г.

Вторая научно-техническая конференция, посвященная 15-летию Нф ИМАШ РАН «Проблемы машиноведения», Нижний Новгород, 2001

EURODYMAT 2003, (Porto, Португалия, 8-12 сентября 2003г.)

Публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 4 научных статьях и 9 тезисах.

Содержание работы

Во введении определена актуальность проблемы, сформулирована цель, отмечена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния проблемы изучения поведения хрупких структурно-неоднородных материалов в условиях динамического нагружения. Большой вклад в изучение высокоскоростного деформирования строительных структурно-неоднородных материалов внесли такие известные ученые, как Ю.М.Баженов, Б.Г.Скрамтаев, Г.В.Рыков, Г.А.Гениев, Г.И. Попов, А.А.Гвоздев, Т.Хатано, Х.Цуцуми, Л.Малверн и др. В первом разделе проведен обзор средств и методов испытаний хрупких материалов, основное внимание уделено методическим разработкам, получившим наибольшее распространение в последнее время.

Для динамических испытаний материалов используются механические, пневматические, гидравлические, взрывные и электрические нагружающие устройства. Наиболее простыми и эффективными являются нагружающие устройства, использующие механиче-

скую энергию: вертикальные, маятниковые и ротационные копры, кулачковый пластомер.

В качестве средств измерений усилий и перемещений чаще всего используется стержень-волновод с наклеенными на него тен-зодатчиками. В настоящее время для динамических испытаний хрупких материалов в основном применяются копровые испытания, различные модификации методики Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона (РСГ), а также метод откола.

К достоинствам копровых методик следует отнести относительную простоту проведения экспериментов. Недостаток этой методики - отсутствие измерения деформации и скорости деформации в образце.

Для получения значения предела прочности при растяжении применяется модификация методики Кольского для определения сопротивления разрыву методом раскалывания цилиндрического образца при сжатии вдоль диаметра, т.н. "бразильский тест".

Во втором разделе первой главы приведены результаты испытания ряда материалов этого класса в условиях динамического деформирования, опубликованные в работах различных авторов. В этих работах представлены результаты исследования динамической прочность цементного камня, заполнителя, прочности бетона при сжатии и растяжении. По результатам исследования построены зависимости коэффициента динамичности от скорости деформации.

Обзор опубликованных работ показал, что свойства бетона, кирпича, керамик остаются малоизученными в области скоростей деформации 102-104 с-1, и в связи с этим необходимы дальнейшие методические разработки и детальное изучение высокоскоростного деформирования хрупких структурно-неоднородных материалов. Так как наиболее подходящими для этих целей являются установки, созданные на основе методики Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона, то исследование поведения хрупких материалов в условиях высокоскоростного деформирования в данной работе проведено на созданной установке подобного типа.

Во второй главе приведено описание созданного экспериментального комплекса для изучения динамических свойств структурно-неоднородных сред. Основными частями её являются: нагружающее устройство - газовая пушка диаметром 60 мм, два мерных стержня диаметром 60 мм и длиной 3 м каждый (в качестве мерных

стержней используется титановый сплав ВТ, алюминиевый сплав Д16Т и сталь ЗОХГСА) и комплекс измерительно-регистрирующей аппаратуры.

Приводится принципиальная схема установки, отмечаются достоинства примененного в конструкции пушки затвора, описывается сама газовая пушка. Также описаны вспомогательные нестандартные устройства для определения основных параметров нагру-жения. Данная установка позволяет проводить испытания широкого круга структурно-неоднородных материалов при скоростях деформации 102-104 с-1.

Так как для получения диаграмм динамического деформирования необходима трудоемкая процедура обработки сигналов со стержней, то возникает необходимость создания программного обеспечения.

В этой связи в третьей главе приводится описание созданного программного комплекса для автоматизации обработки результатов динамических испытаний. Разработана оригинальная программа Diagrammer на языке C++ для работы в среде Windows. Программа имеет интерфейс MDI (Multiple Document Interface), стандартный для программ в операционной системе Windows. Подобные инструменты, использованные в программе, позволяют максимально уменьшить время на обработку экспериментальных данных.

При запуске программы возможно либо открытие уже существующего файла для его просмотра или редактирования, либо создание нового файла путем чтения первичной экспериментальной информации с осциллографа. Обработка экспериментальной информации проводится по следующему алгоритму:

а) выделение импульсов деформации на лучах осциллографа при помощи маркеров;

б) первичная обработка исходных импульсов: сглаживание и коррекция (при необходимости) импульсов и установка нулевой линии;

в) синхронизация импульсов деформации;

г) построение истинной диаграммы деформирования;

д) определение по полученным диаграммам требуемых параметров и занесение их в описатель эксперимента;

е) сохранение файла с экспериментальными данными;

ж) сохранение диаграммы в графическом или текстовом формате;

В соответствии с этим алгоритмом на каждом этапе обработки

экспериментальной информации имеется возможность вывода на

экран следующих просмотровых окон:

1. окно первичной экспериментальной информации для анализа и корректировки;

2. окно вывода отмеченных маркерами исходных импульсов для их синхронизация;

3. окно построения параметрических зависимостей напряжения, деформации и скорости деформации от времени по формулам методики Кольского;

4. окно построения диаграммы деформирования при желании совмещенной с зависимостью скорости деформации

Программа предоставляет пользователю удобный сервис, позволяющий легко осуществлять процедуру синхронизации исходных импульсов деформации с текущим контролем получаемых результатов. В результате обработки первичных экспериментальных данных получаются истинные динамические диаграммы в графическом или табличном виде. Все полученные в работе экспериментальные данные были обработаны с помощью этой программы.

В четвертой главе приведены результаты динамических испытаний ряда хрупких структурно-неоднородных конструкционных материалов: бетон, кирпич, диоксидциркониевая керамика. Эксперименты выполнены на установках РСГ-20 и РСГ-60. Результаты приведены в виде динамических диаграмм деформирования, а также зависимостей разрушающих напряжений от скорости деформации или скорости роста напряжений. Диаграммы динамического деформирования получены путем усреднения данных нескольких экспериментов.

. Одним из основных строительных материалов является бетон, свойства которого при скоростях деформации 102-104 с-1 практически мало изучены, поэтому исследование поведения этого материала является важной задачей. В первом разделе четвертой главы приведены результаты исследования высокоскоростного деформирования бетона, влияния размера заполнителя на механические свойства мелкозернистого бетона, а также влияние пониженной температуры

на прочность бетона. Показано, что крупность заполнителя влияет на прочность, как правило, с ростом крупности заполнителя прочность бетона при одной и той же скорости деформации растет (рис.1).

Рис. 1.

При исследовании бетона при пониженной температуре после проведения серии испытаний на установках РСГ-20 и РСГ-60 показано, что температура до -10 °С не оказывает заметное влияние на прочность бетона. Изучение влияния геометрических размеров на получаемые диаграммы показало, что они оказывают слабое влияние на нагрузочную ветвь диаграммы.

Полученные в работе результаты экспериментов по определению динамической прочности бетона использовались для оснащения и верификации математической модели деформирования и разрушения этого материала. Во втором разделе четвертой главы приводится численное и экспериментальное исследование ударного взаимодействия сфероконического бойка с бетонной преградой. Представлено краткое описание математической модели динамического деформирования и разрушения бетона (Садырин А.И.), используемой в расчетах. Некоторые параметры для этой модели определялись по результатам исследования динамических свойств бетона, приведенных в данной работе. Обращенный эксперимент по прониканию сфероконического бойка в бетонную преграду прове-

ден совместно с В.В.Баландиным. Дается схема и описание обращенного эксперимента по прониканию ударника в материал преграды. Полученные в этом эксперименте данные об интегральной силе, сравнивались с результатами расчета, выполненного совместно с С.В.Крыловым. Из удовлетворительного совпадения расчетных и экспериментальных зависимостей в работе делается вывод о достоверности данных экспериментов, полученных по методике Кольского и возможности их использования в расчетах. Отмечено удовлетворительное совпадение опытных данных обращенных экспериментов с результатами расчетов, выполненных в программе UPSGOD.

Одним из распространенных материалов в строительстве является кирпич, поэтому были проведены динамические испытания на сжатие этого материала. Результаты испытаний керамического и силикатного кирпича в виде зависимостей разрушающих напряжений от скорости деформации приведены на рис.2 и 3 соответственно.

Керамический кирпич

60

с 50

г

полусух

прессования (уст. РСГ-20)

« 40

х

5 зо *

6 20 | 10

пластич.

формования (уст. РСГ-20)

О

0 001 0 1 10 1000 100000

пластич

формования (уст РСГ-60)

Скорость деформации, 1/с

Рис. 2.

Рис.З

По результатам испытаний можно сделать вывод, что как кирпич (и силикатный и керамический), так и бетон проявили положительную чувствительность к скорости деформации, прочность их возрастает от 10-25 МПа в условиях статического нагружения до 5080 МПа при скорости деформации порядка 103 с-1.

Одним из перспективных материалов, предназначенных для работы в условиях повышенной температуры и высоких скоростей деформации являются диоксидциркониевая керамика и бетон на ее основе. В этой связи в третьем разделе четверной главы проведено детальное исследование динамических свойств этого материла при различных видах НДС. Исследования были проведены в условиях одноосного напряженно-деформированного состояния, одноосной деформации, а также на растяжение при раскалывании (Бразильский тест). По результатам экспериментов при различных скоростях деформации были определены: пределы прочности, модуль нагрузочной ветви, а также была определена энергоемкость материала.

Влияние скорости роста напряжений на прочность при сжатии диоксидциркониевой керамики показано на рис. 4.

и

а

а

13

Л с

«С Е

1 - к»рамжа, партняй 1 ш

2 - керамика, партия № 2

3 - керамика, партия}^3

4 - цврюнвевый бетон ^^

, 'Ш

3

Скорость роста напряжений, МПа/мкс

Рис. 4

Для определения прочности при раскалывании были проведены испытания циркониевых керамики и бетона по методу Бразильского теста. Прочность при раскалывании составила порядка 20 - 30 МПа, прочность диоксидциркониевого бетона ~35 МПа, что в несколько раз меньше чем прочность при сжатии. Отношение прочности при сжатии к прочности при раскалывании для этих материалов остается таким же, как и в статических испытаниях.

В экспериментах с ограничивающей обоймой определены зависимости сдвиговой прочности керамики от давления (рис 5). На рисунке приведены зависимости сопротивления сдвигу (пунктирная линия) и коэффициента бокового распора (сплошная линия) от давления.

Рис.5

Отмечено сильное влияние на механические свойства объемности напряженного состояния: если в условиях одноосного сжатия образцы керамики разрушались при напряжениях ~90МПа, то при испытаниях в обойме образцы выдерживали напряжения более ЗООМПа без видимых разрушений. Полученные зависимости сопротивления сдвигу от давления имеют линейный характер.

Выводы по работе

1. Создана испытательная установка, реализующая метод Кольского с использованием разрезного стрежня Гопкинсона диаметром 60мм. Данная установка позволяет определять механические свойства структурно-неоднородных материалов при скоростях деформации ~103 с-1. На базе созданной установки реализованы схема динамических испытаний на раскалывание, модификация для определения параметров сдвиговой прочности хрупких материалов.

2. В среде Widows разработана компьютерная программа для обработки первичной экспериментальной информации, получаемой при испытаниях по методу Кольского с использованием РСГ. Программа предоставляет пользователю удобный сервис, позволяющий осуществлять процедуру синхронизации исходных импульсов деформации в мерных стрежнях с контролем получаемых результатов и построение истинных динамических диаграмм и историй изменения скорости деформации, как в графическом, так и 8 табличном виде.

3. Проведены динамические испытания образцов бетона 10-ти партий с различной крупностью заполнителя. Отмечен значительный рост разрушающих напряжений с ростом скорости деформации. С ростом крупности заполнителя прочность бетона при одной и той же скорости деформации, как правило, растет.

4. Сравнение результатов численного моделирования, выполненного с учетом полученных в работе данных по динамическому деформированию бетона и результатов эксперимента по прониканию сфероконического тела в бетонную преграду показало, что диаграммы, полученные по методике Кольского, достоверны, и их возможно использовать в расчетах..

-135. Проведены динамические испытания образцов керамического и силикатного кирпича. Как и для бетона отмечено существенное увеличение разрушающих напряжений с ростом скорости деформации.

6. Впервые получены значения основных механических характеристик керамики и бетона на основе диоксида циркония: модуль нагрузки и разгрузки, предельные разрушающие напряжения и соответствующие деформации при сжатии, определены значения прочности при растяжении методом раскалывания. Как и для большинства хрупких материалов значения прочности при сжатии оказались в несколько раз выше прочности при растяжении, т.е. имеет место анизотропия прочностных свойств. Выявлено влияние скорости роста напряжений на значения прочности керамики при сжатии. Сравнение результатов статических и динамических испытаний свидетельствует о том, что прочность при раскалывании при динамических испытаниях оказывается выше статических в 1.5-2 раза, а механические характеристики при сжатии (прочность и модуль нагрузочной ветви) оказались близкими.

7. В экспериментах с ограничивающей обоймой впервые определены зависимости сдвиговой прочности керамики от давления, построены кривые объемной сжимаемости. Отмечено сильное влияние на механические свойства объемности напряженного состояния. Полученные зависимости сопротивления сдвигу от давления имеют линейный характер.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.В. Баландин, A.M. Врагов, П.В. Деменко, А.К. Ломунов, И.В. Сергеичев «Экспериментальные исследования процессов высокоскоростного деформирования материалов различной физической природы», VIII всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, Аннотации докладов, Пермь 2001, с.70.

2. Врагов A.M., Баландин В.В., Грушевский Г.М., Деменко П.В., Ломунов А. К. «Экспериментальные комплексы для исследования явлений удара» Конференция «Испытания материалов и конструкций», посвященной 100-летию со дня рождения профессора М.И.

Волского и 50-летию со дня основания НИЛИМ, Н.Новгород, 2000 г.,с.19.

3. Деменко П.В. «Установка для динамических испытаний структурно-неоднородных материалов на основе разрезного стержня Гопкинсона диаметром 60 мм» Проблемы прочности и пластичности, Н.Новгород, 2001г. с. 186-190

4. С.А. Новиков, М.А. Балакшина, А.П. Большаков, Н.Н. Гердю-ков, А.С. Еременко, Е.В. Зотов, А.В. Кальманов, В.А Пушков, В.А. Синицын, A.M. Врагов, П.В. Деменко, А.К. Ломунов, П.А. Рузанов. «Прочностные характеристики компонентов железобетона». Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения, Аннотации докладов II научной конференции Волжского регионального центра РАРАН, г. Саров, 2001г., с.145.

5. Врагов A.M., Деменко П.В., Ломунов А.К., Минеев В.Н. «Высокоскоростное деформирование диоксидциркониевой керамики» Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред, Материалы VII международного симпозиума, М, Ярополец,2001г, с.69-70.

6. A.M. Врагов, А.К. Ломунов, П.В. Деменко, «Исследование физико-механических свойств мягких грунтов при ударе», Международная конференция «Забабахинские научные чтения», тезисы, Снежинск, 2001г., с. 186.

7. П.В. Деменко, «Динамические свойства материалов для ограждающих конструкций крупных промышленных объектов», Са-ровская научная молодежная школа-семинар «Экологическая и промышленная безопасность», тезисы докладов, Саров, 2001г., с.31.

8. Деменко П.В. «Исследование динамических свойств структурно-неоднородных материалов», Вторая научно-техническая конференция, посвященная 15-летию Нф ИМАШ РАН «Проблемы машиноведения», тезисы докладов, Нижний Новгород, 2001, с.32 - 34.

9. A.M.Врагов, П.В.Деменко, А.КЛомунов «Программа обработки экспериментальной информации с разрезного стержня Гопкинсона в среде Windows, Проблемы прочности и пластичности, Н.Новгород, 2002г, с. 142-145.

10. A.M.Bragov, P.Demenko, L.Kruszka, A.K.Lomunov and R.Rekucki "Mechanical behaviors of cement based materials at high rates of strain" 7th Congres International DYMAT 2003, pp. 225-230

-1511. A.M. Bragov, V.V. Balandin, P.V. Demenko, A.K. Lomunov, I.V. Sergeichev «Use the Kolsky method for research of behaviour of materials of various physical nature at high-speed deformation», 4th International Symposium IMPULSE - 2001, Abstracts, Kiev 2001. p.23.

12. A.M.Bragov, P.V.Demenko, A.K.Lomunov, I.V. Sergeichev, L.Kruszka Investigation of behaviour of materials of different physical nature using the Kolsky method and its modifications // "New Experimental Methods in Material Dynamics and Impact", Trends in Mechanics of Materials, eds. W.K.Nowacki, J.R.Klepaczko, Warsaw, 2001, p.337-348.

13. Bragov A.M., Demenko P.V., Kruszka L, Lomunov A.K. Experimental investigation of the dynamic compressibility and shear resistance of sand. "Inzyneria Srodowiska w Eksploatacji Kompleksow Wo-jskowych"'. XV Межд. научно-техн. конф. Сб. докладов. Польша, 2001,с.43-53.

14. A.Bragov, P.Demenko, L.Kruszka, A.Lomunov, R.Recucki "Experimental testing of concretes subjected to impact and explosive loads", Proceeding of the Seventh International Symposium on Brittle Matrix Composites BMC7, held in Staszic Palace, Warsaw, Poland, 13-15 October 2003, pp.91-100.

Подписано в печать 25".//. 0*/Форм.бум.60х84. Бумага офсетная. Печать офсетная.Усл.печ. 1,0л. Заказ №149 Тираж 100 экз.

Лаборатория множит.техники ННГУ. Г.Н.Новгород, пр. Гагарина 23

Í25125

Введение.

Глава 1. Испытания хрупких материалов при различных скоростях деформации.

1.1 Средства динамических испытаний.

1.1.1. Нагружающие устройства.

1.1.2 Средства регистрации.

1.2. Методы динамических испытаний.

1.2.1 Копровые испытания.

1.2.2. Методика Кольского с использованием разрезного стрежня Гопкинсона.

1.2.3 Метод откола в стержнях.

1.3 Результаты динамических испытаний хрупких материалов.

1.3.1. Керамика.

1.3.2. Бетон.

Н 1.3.3 Обзор моделей, описывающих поведение бетона при динамическом нагружении.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Метод Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона и его модификации.

2.1 Основные положения метода Кольского.

2.2. Вывод основных соотношений метода РСГ.

2.3. Экспериментальная установка.

2.3.1. Схема экспериментальной установки.

2.3.3 Разрезные стержни и применяемые ударники.

2.3.4. Измеритель скорости удара.,.

2.3.5. Регистрация импульсов деформации в стержнях.

2.4. Модификации метода РСГ.

2.4.1. Схема динамических испытаний на раскалывание.

2.4.2. Модифицированный метод РСГ для определения параметров сдвиговой прочности.

2.4.3. Испытания с дополнительными циклами нагружения.

Выводы к главе 2:.

Глава 3. Автоматизация обработки результатов экспериментов.

3.1 Ввод экспериментальной информации.

3.2 Обработка экспериментальной информации.

3.2.1 Редактирование исходных импульсов.

3.2.2 Синхронизация импульсов.

3.2.3 Построение диаграммы деформирования.

3.2.4. Описатель эксперимента.

3.2.5 Совместный вывод нескольких диаграмм.

3.2.6 Сохранение обработанных данных.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Изучение влияния скорости деформации на механические свойства ряда хрупких материалов.

4.1 Бетон.

4.1.1 Подготовка образцов и проведение испытаний.

4.1.2 Результаты испытания бетона.

4.2 Расчетно-экспериментальный анализ ударного взаимодействия конического бойка с бетонной преградой.

4.2.1 Основные соотношения модели деформирования и разрушения бетона и некоторых скальных пород.

4.2.2 Методика обращенного эксперимента.

4.2.3 Сравнение данных обращенного эксперимента с результатами численного моделирования.

4.3 Влияние скорости деформации на динамическую прочность кирпича.

4.3.1 Керамический кирпич.

4.3.2 Силикатный кирпич.

4.4 Исследование динамических свойств керамики и бетона на основе диоксида циркония.

4.4.1. Испытуемые материалы и образцы.

4 4.4.2. Результаты испытаний диоксидциркониеовой керамики.

4.4.2.1. Статические режимы нагружения.

4.4.2.2. Результаты динамических испытаний керамики.

Выводы к главе 4.

Актуальность темы. Во всех отраслях техники применяются конструкции, выполненные из пластичных, а также и из хрупких материалов. Конструкции в процессе эксплуатации могут подвергаться динамическому нагружению как в процессе нормальной работы, так и в случае аварийных ситуаций. Знание поведения материала под действием динамического нагружения позволяет точнее и рациональнее проектировать конструкции, а также анализировать поведение конструкции при высокоскоростном деформировании.

В наше время актуально стоит проблема соударения движущихся механизмов с неподвижными конструкциями, выполненными, как правило, из хрупких строительных материалов, таких как бетон, кирпич. Примером такого взаимодействия может быть падение или соударение с преградой контейнеров для перевозок радиоактивных, взрывчатых и токсичных материалов, различных машин для их перевозки, авиа- и автотранспорта для перевозки людей и грузов. Основная задача проектирования контейнеров — это сохранение прочности и герметичности при возникновении внештатной ситуации техногенного или антропогенного характера. Основная задача для автомобилестроения - сохранение жизни людей в подобной ситуации. Для достоверного анализа напряженно-деформированного состояния вышеописанных конструкций в условиях подобных воздействий необходимы данные о свойствах не только корпусных металлических и используемых в контейнерах демпфирующих материалов, но также знание динамических свойств тех сред, с которыми контейнер может взаимодействовать (грунты, бетоны, асфальтобетон и т.д.). Большое внимание этой проблеме уделяется не только в нашей стране, но и во всем мире.

В настоящее время больших успехов достигло и продолжают развиваться численные методы решения различных задач упругопластического импульсного деформирования твердых тел и конструкций. Вычислительные модели в состоянии описывать сложное поведение материалов с учетом деформационного упрочнения, влияния скорости деформации, деформационной анизотропии и т.д. Для оснащения или проверки предложенных моделей необходимы экспериментальные данные, получать которые помогают различные методики определения динамических свойств материалов при различных скоростях нагружения.

Известны многочисленные данные о поведение материалов при высоких скоростях нагружения, однако многие из них являются неполными, не все в них бесспорно, а также данные полученные для одного и того же материала разными авторами часто противоречат друг другу. Кроме того, для отдельных материалов существенное влияние на механические свойства кроме скорости деформации и температуры может оказывать история изменения этих параметров. Поэтому используемые уравнения состояния материала, учитывающие влияние только мгновенных значений скорости деформации и температуры являются значительным упрощением действительного поведения материла.

Большое значение имеет проблема влияния скорости деформации и истории её изменения на механические свойства строительных материалов, однако решение этой проблемы затруднено. Трудности, в первую очередь, возникают при разработке и создании методик определения динамических свойств материалов, что связано с отсутствием необходимого стандартного испытательного оборудования и средств измерения, позволяющих в лабораторных условиях исследовать различные аспекты высокоскоростной деформации. Имеющиеся методики и установки далеко не всегда удовлетворяют предъявленным запросам, поэтому при решении задач исследования высокоскоростной деформации экспериментаторы вынуждены самостоятельно разрабатывать новые методики или модернизировать имеющиеся, создавать нестандартное оборудование.

Цель работы состоит в создании и апробации методики для исследования динамических свойств структурно-неоднородных хрупких материалов (таких, как кирпич, бетон, керамика), исследованием на этой основе процессов высокоскоростного деформирования и разрушения, определению прочностных и деформационных характеристик, необходимых для оснащения параметрами и константами моделей деформирования и разрушения, используемых при расчете напряженно-деформированного состояния и прочности оснований и конструкций из этих материалов, подвергающихся динамическому воздействию.

Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

1. Создана установка для исследования прочностных и деформационных свойств структурно-неоднородных материалов по методике Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона диаметром 60 мм.

2. Разработано программное обеспечение, позволяющее автоматизировать съем и обработку результатов экспериментов с использованием метода Кольского.

3. Получены динамические диаграммы деформирования и зависимости предельных прочностных и деформационных характеристик от скорости деформации для различных сортов бетонов и кирпича. Установлены зависимости прочностных характеристик бетона от крупности заполнителя.

4. Впервые проведено комплексное исследование прочностных и деформационных свойств бетона и керамики на основе диоксида циркония при скоростях деформации -lOV1 и различных видах НДС. Научная новизна:

- Создан автоматизированный экспериментальный комплекс, включающий в себя в качестве нагружающего устройства пневматическую пушку, систему разрезных стрежней Гопкинсона и необходимое программное обеспечение, позволяющий изучать механические свойства различных структурно-неоднородных материалов в диапазоне скоростей деформации 102-104с'1

- Разработано и создано современное программное обеспечение, позволяющее проводить автоматизированный съем и обработку экспериментальной информации.

- Проведены динамические испытания ряда хрупких материалов, установлены закономерности изменения механических свойств исследованных материалов от скорости деформации в диапазоне lOMoV1.

Практическая ценность:

На основе метода Кольского разработан и создан комплекс методических и аппаратных средств, полученные с его помощью экспериментальные результаты используются в ряде научно-исследовательских организаций: РФЯЦ-ВНИИЭФ, РФЯЦ-ВНИИТФ и др.

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается тщательным выбором и анализом методов и средств экспериментальных исследований, совпадением отдельных результатов, полученных в работе, с данными зарубежных и отечественных авторов.

Основные положения, представляемые к защите:

1. Автоматизированный экспериментальный комплекс для исследования прочностных и деформационных характеристик структурно-неоднородных материалов на базе разрезного стрежня Гопкинсона диаметром 60мм.

2. Программный комплекс для сбора, обработки и хранения опытных данных высокоскоростных испытаний.

3. Результаты динамических испытаний ряда структурно-неоднородных материалов: различных сортов бетона, строительного кирпича, керамики и бетона на основе диоксида циркония.

Выводы по работе

1. Краткий обзор методик динамических испытаний в диапазоне скоростей деформации 102-104с"1 показал, что наиболее перспективной, теоретически обоснованной и апробированной является методика Кольского с использованием разрезного стрежня Гопкинсона. По результатам испытаний ряда хрупких материалов, полученных различными авторами можно отметить, что имеется ряд материалов, динамические свойства которых при скоростях деформации ~103с"1 изучены недостаточно. К таким материалам относятся керамики и некоторые строительные материалы, имеется недостаток экспериментальных данных по динамическим свойствам бетонов.

2. Создана испытательная установка реализующая метод Кольского с использованием разрезного стрежня Гопкинсона. Данная установка позволяет определять механические свойства структурно-неоднородных материалов при скоростях деформации ~103с'1. На базе созданной установки реализованы схема динамических испытаний на раскалывание, модификация для определения параметров сдвиговой прочности хрупких материалов, а также схема регистрации дополнительных циклов нагружения образца в одном опыте.

3. В среде Widows разработана компьютерная программа для обработки первичной экспериментальной информации, получаемой при испытаниях по методу Кольского с использованием РСГ. Программа предоставляет пользователю удобный сервис, позволяющий осуществлять процедуру синхронизации исходных импульсов деформации в мерных стрежнях с контролем получаемых результатов. Разработанная программа позволяет получать истинные динамические диаграммы и истории изменения скорости деформации в графическом или табличном виде.

4. Проведены динамические испытания образцов бетона 10-ти партий с различной крупностью заполнителя. Отмечен значительный рост разрушающих напряжений с ростом скорости деформации. С ростом крупности заполнителя прочность бетона при одной и той же скорости деформации растет, исключение составила только фракция 0,2.

5. Проведены динамические испытания образцов керамического и силикатного кирпича. Как и для бетона отмечено существенное увеличение разрушающих напряжений с ростом скорости деформации.

6. Впервые получены значения основных механических характеристик керамики и бетона на основе диоксида циркония: модуль нагрузки и разгрузки, предельные разрушающие напряжения и соответствующие деформации при сжатии, определены значения прочности при растяжении методом раскалывания. Как и для большинства хрупких материалов значения прочности при сжатии оказались в несколько раз выше прочности при растяжении, т.е. имеет место анизотропия прочностных свойств. Выявлено влияние скорости роста напряжений на значения прочности керамики при сжатии. Сравнение результатов статических и динамических испытаний свидетельствует о том, что прочность при раскалывании при динамических испытаниях оказывается выше статических в 1.5-2 раза, а механические характеристики при сжатии (прочность и модуль нагрузочной ветви) оказались близкими.

7. В экспериментах с ограничивающей обоймой впервые определены зависимости сдвиговой прочности керамики от давления, построены кривые объемной сжимаемости. Отмечено сильное влияние на механические свойства объемности напряженного состояния. Полученные зависимости сопротивления сдвигу от давления имеют ^ линейный характер. Проведены сравнительные испытания керамики при сжатии при температурах +20°С и +300°С. Влияния повышенной температуры на механические свойства керамики не обнаружено. ч

1. Баженов М.Ю. «Бетон при динамическом нагружении», М., 1970г., 272 с.

2. Баженов Ю. М., Удальцов В. С. «Новые исследования динамической прочности бетона», М., 1961г.

3. Баженов В.Г., Зефиров С.В., Садырин А.И. «Анализ разрушения подкрепленной упругопластической цилиндрической оболочки при комбинированном нагружении давлением», Тр. XVIII междунар. конф. по теории пластин и оболочек, Саратов, 1997г., Т.З. С. 9-16

4. Баландин П.П. «К вопросу о гипотезах прочности», Вестник инженеров и техников, №1, 1937 г.

5. Бажант 3. «Эндохронная теория неупругости и инкрементальная теория пластичности»,

6. Механика деформируемых твердых тел: Направления развития М.:Мир.1983. с. 189229.

7. А.М.Брагов, П.В.Деменко, А.К.Ломунов «Программа обработки экспериментальной информации с разрезного стержня Гопкинсона в среде Windows», Проблемы прочности и пластичности, Н.Новгород, 2002г, с. 142-145.

8. Бригадиров Г.В., Матченко Н.М. «Вариант построения основных соотношений разномодульной теории упругости», Изв. АН СССР. МТТ. 1971. №5. с.109-111.

9. Бычков И.Н., Велданов В.А., Исаев A.JI. «Динамическое деформирование бетона», «Тр. МВТУ», 1985, № 436, с.48-55.

10. Бэлл Дж. «Экспериментальная проверка квазистатической гипотезы в опыте на ССГ при помощи дифракционных решеток», Механика, М,1968., № 5. с.138-156.

11. Ващенко А.П., Степанов Г.В. «Установки для исследования конструкционных материалов при высокоскоростном деформировании в широком диапазоне температур», Проблемы прочности, 1973, № 12. с. 100-102.

12. Викторов В.В., Бивин Ю.К., Чурсин А.С. «Пневматическое устройство для скоростного метания тел», Прикладные проблемы прочности и пластичности: Всесоюз. межвуз. сб., Горьк. ун-т., 1978г. Вып.9. с. 140-145.

13. Вишневецкий Г.Д. «Деформация и микродеструкция бетона при кратковременном неодноосном сжатии», Исслед. по мех. строит, конструкций и матер. С.Петербург, гос. архит.-строит. ун-т. СПб. 1994. с.97-106.

14. Гвоздев А.А. «К расчету конструкции на действие взрывной волны», Строительная промышленность, 1943 г. № 1,2, с.65.

15. Гениев Г.А., Киссюк В.Н. «К вопросу обобщения теории прочности бетона», Бетон и железобетон, 1965г.№2. с. 16-29.

16. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Левин Н.И., Никонова Г.А. «Прочность легких и ячеистых бетонов при сложных напряженных состояниях», М.: Стройиздат. 1978г., 166 с.

17. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. «Теория пластичности бетона и железобетона», М.: Стройиздат. 1986г., 316 с.

18. ГениевГ.А., ЛейтесВ.С. «Вопросы механики неупругих тел»М.:Стройиздат.1981, 160 с.

19. Гольденблатт И.И., Копнов В.А. «Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов», М. Машиностроение. 1968г.

20. Гольдсмит В. «Физическое исследование высокоскоростного деформирования металлов», Физика быстропротекающих процессов, М:Мир, 1971.Т. 2.С.69-100.

21. Горашенко З.А., Цвирко Н.В., Демичев О.В., Солдатенко С.О., Шевченко С.М. «Лабораторные испытания кремнебетона на истирание и ударную нагрузку», Инж. соруж. и оборуд. мор. портов, М, 1985 г., с. 33-35.

22. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

23. ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.

24. ГОСТ 26633-85 Бетон тяжелый. Технические условия.

25. ГОСТ 7473-85* Смеси бетонные. Технические условия.

26. ГОСТ 8267-82 Щебень из природного камня для строительных работ. Технические условия.

27. ГОСТ 8268-82 Гравий для строительных работ. Технические условия.

28. ГОСТ 8736-85 Песок для строительных работ. Технические условия.

29. Глушак Б.Л., Новиков С.А., Рузанов А.И., Садырин А.И. «Разрушение деформируемых сред при импульсных нагрузках», Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 1992.192с.

30. Грин Р.Дж. «Теория пластичности пористых тел», Механика. Сб. переводов. М.: Мир. 1973. №4*140. с.109-120

31. Даффи Дж., Кэмпбелл Дж., Хоули Р. «О применении крутильного разрезного стержня Гопкинсона к исследованию влияния скорости нагружения на поведениеалюминиевого сплава 1100-0», Прикл. механика. Сер. Е. М:Мир, 1971. № l.c.81-90.

32. Деменко П.В. «Установка для динамических испытаний структурно-неоднородных материалов на основе разрезного стержня Гопкинсона диаметром 60 мм» Проблемы прочности и пластичности, Н.Новгород, 2001г., с. 93-95.

33. Деменко П.В., «Динамические свойства материалов для ограждающих конструкций крупных промышленных объектов», Саровская научная молодежная школа-семинар «Экологическая и промышленная безопасность», тезисы докладов, Саров, 2001г., с.31.

34. Сообщ. АН ГССР», 1985, № 3, с. 585-587.

35. Драгон А., Мруз 3. «Континуальная модель пластически-хрупкого поведения скальных пород и бетона», Механика деформируемых твердых тел: Направления развития. М.Мир, 1983г. с.163-188.

36. Еременко А.С., Новиков С.А, Синицын В.А. и др. «Определение трещиностойкости и энергии разрушения хрупких материалов при ударном расклинивании», Прикладная механика и техническая физика. Т. 37, № 4. 1996г.

37. Жуков В.В., Ройтшн В.М., Гамаюш А.В. «Исследование свойств тяжелого бетона при взрывах и пожарах», Бетон и железобетон. 1987, № 10, с. 10-11.

38. Забегаев А.З. «К построению общей модели деформирования бетона», Бетон и железобетон. 1994. №6. с .23-26.

39. Замышляев Б.В., Евтерев JI.C. «Модели динамического деформирования и разрушения грунтовых сред» М.: Наука, 1990. 215 с.

40. Злочевский А.Б. «Измерение динамических параметров конструкций и воздействий: Учебное пособие» Часть 1. М.: МИСИ, 1977. с.91.

41. Зязин A.M. «Прочность бетонов при простом многоосном нагружении» Строит, механика и расчет сооружений 1988, №5 с.22-26.

42. Качанов JI.M. «Основы механики разрушения» М.:Наука. 1974. 311 с.

43. Кантур О.В., Голяков В.И., Рябченко С.В., Логинов С.Н. «Особенности динамического деформирования образцов хрупко разрушающихся материалов (бетоны, скальные породы)», Некотор. науч.-техн. пробл. воен.-строит. науки. М., 1996. с. 505-519.

44. Клепачко Я. «Обсуждение нового экспериментального метода определения начала роста трещин при больших скоростях нагружения с помощью волн напряжения»,

45. Теор. основы инж. расчетов, 1982. Т. 104. № 1. с. 33-40.

46. Кольский Г. «Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения», Механика. Вып.4.1950. с.108-119.

47. Керсават Дж. «Давления, создаваемые при подводном взрыве проволочек», Электрический взрыв проводников Под ред. А.А.Рухадзе, И.С.Шпигель. М.: Мир, 1965. с. 260-269.

48. Кириллов А.П. «Динамическая прочность бетона», Динам, прочн. и долговеч. железобетон, конструкций. М. 1989. с. 52-60.

49. Кокошвили С.М. «Методы динамических испытаний жестких полимерных материалов». Рига,: Зинатне, 1978.

50. Лифшиц М.Б. «Вариант модели объемного деформирования бетона». Изд. вузов. Стр-f во и архитектура. 1991. №9. с.121-124

51. Лобанов А.Д., Ивашенко Ю.А. «Влияние скорости деформирования бетона на его поведение при двухосном сжатии», Исслед. по строит, мех. и строит, конструкциям. Челябинск, 1987, с. 76-79.

52. Ломакин Е.В. «Нелинейная деформация материалов, сопротивление которых зависит от вида напряженного состояния», Изв. АН СССР. МТТ. 1980. №4. с.92-99.

53. Ломунов А.К. «Методика исследования процессов вязкопластического деформирования и свойств материала на базе разрезного стержня Гопкинсона» Дисс. канд. техн. наук. Горький, 1987г. 129 с.

54. Майданич И.С., Фридман Е.В. «Механические и структурные свойства тяжелых бетонов в условиях стеснения поперечных деформаций при динамическом нагружении», Динам, прочн. и долговеч. железобетон, конструкций. М., 1989. с. 37-43.

55. Макагонов В.А, Цветков С.В. «Сложное напряженное состояние бетона при кратковременных динамических нагрузках», Обеспеч. сейсмостойк. атом. ст. М., 1987, с.119-122.

56. Музыченко В.П., Кащенко С.И., Гуськов В.А. «Применение метода составного стержня Гопкинсона при исследовании динамических свойств материалов (обзор)», Зав. лабор. 1986. № 1. с. 58-66.

57. Николас Т. «Анализ применимости метода РСГ при исследовании материалов, характеристики которых зависят от скорости деформаций» Прикладная механика. М.: Мир, 1985 г. с. 168

58. Панасюк В. В. «Механика квазихрупкого разрушения материалов», Киев: Наук, думка,1991.63 с.

59. Партой В. 3., Борисковский В. Г. «Динамика хрупкого разрушения» М.: Машиностроение, 1988. 158 с.

60. Петушков В.Г. «О выборе образца для высокоскоростных испытаний на растяжение», Пробл. прочности. 1970. № 4. с. 97-99.

61. Попов Г.И. «Железобетонные конструкции, подверженные действию импульсных нагрузок» М.: Стройиздат, 1986,28 с.

62. Попов Н.Н., Андреев Н.Н. Мочкаев М.К., Мартьянов В.А., Тихонова Ю.С. «Газовая пушка для исследования поведения материалов и технологических соединений при ударном нагружении», Завод, лаб. 1993. 59, № 6. с. 57-59.

63. Попов Н.Н., Расторгуев Б.С., Забегаев А.В. «Расчет конструкций на динамические специальные нагрузки: Учеб. пособие для вузов» М.: Высш. школа. 1992. 319с.

64. Работнов Ю.Н. «Механика деформируемого твердого тела» М.:Наука. 1979.-744с.

65. Радионов А.К. «Прочность гидротехнического бетона при динамических воздействиях» Предел, состояния бетон, и железобетон, конструкций энерг. сооруж.:

66. Матер. Всерос. науч.-техн. совещ., Санкт-Петербург, 12 14 окт., 1993. СПб, 1994. С. 143 -146.74. «Разрушение: Пер. с англ. под ред. Г. Либовица» М.: Мир. Т.2.764 с.

67. Рыков Г.В., Обледов В.П., Майоров Е.Ю. «Экспериментальные исследования процессов деформирования и разрушения бетонов при интенсивных динамических нагрузках». Строит, механика и расчет сооружений. 1988. №5. с.54-59.

68. Рыков Г.В., Обледов В.П., Майоров Е.Ю., Абрамкина В.Т. «Механические характеристики бетонов с учетом их разрушения при кратковременных динамических нагрузках». Строительная механика и расчет сооружений. 1989г. №4. стр.31-34.

69. Рузанов А.И., Рузанов П.А., Супрун А.Н. «Анализ моделей динамического деформирования и разрушения бетонов». Испыт. матер, и конструкции: РАН Нижегор. фил. ин-та машиновед. Нижегор. н.и. лаб. испыт. матер. Н.Новгород, 1996. с. 135-141

70. Самодуров А.А., Хайдурина Н.А., Шугейло Ю.А. «Влияние скорости нагружения намеханические свойства керамики». Завод, лаб., 1988 г., 64. № 5,92-93

71. Скрамтаев Б. Г. «Сопротивление бетона удару и износу». М: 1961 г. 254 с.

72. Степанов Г.В. «Упругопластическое деформирование и разрушение материалов при импульсном нагружении» Наукова Думка, Киев 1991. 288с.

73. Степанов Г.В. «Упругопластическое деформирование материалов под действием импульсных нагрузок» Наукова думка, Киев 1979. 268с.t 83. Тимошенко С.П. «Теория упругости». Наук, думка, Киев 1972.

74. Филоненко-Бродич М.М. «Механические теории прочности», Изд. МГУ., М., 1961 г.

75. Фомин В.М., Гулидов А.И., Садырин А.И. и др. «Высокоскоростное взаимодействие тел», Новосибирск. Изд-во СО РАН. 1999. 600 с.

76. Хаберстад, Ходж, Фостер. «Экспериментальное и численное исследование упругих волн деформации на оси стержня из алюминиевого сплава 6061-Т6», Прикл. механика. Сер. Е. М: Мир, 1972. № 2. с. 49-54.

77. Хабибов А.А., Мухамедбаев А.А., Исматов А.А. «Стойкость микроармированного мелкозернистого бетона на ударные нагрузки», Бетон и железобетон. 1993. № 9. С. 5-6.

78. Ханукаев А. Н. «Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом», М.: Госгортехиздат, 1962.

79. Херрман В. «Определяющие уравнения уплотняющихся пористых материалов». Проблемы теории пластичности. -М.:Мир, 1976, Вып.7, стр. 178-216.

80. Чахлов B.JL, и др. «Электромагнитная эмиссия бетонов при ударном нагружении», Изв. вузов. Стр-во. 1995. № 5-6. с. 54-58.

81. Шалль Р. «Физика детонации», Физика быстропротекающих процессов. М.:Мир, 1971, Т.2, с.277-349.

82. Albertini С., Cadoni Е. and Labibes К. Impact Fracture Process and Mechanical Properties of Plain Concrete by Means of an Hopkinson Bar Bundle // J. PHYS IV FRANCE 7 (1997) Colloque C3, Supplement au Journal de Physique III d'aout 1997 C3-915

83. Albertini C., Cadoni E., Labibes K. Study of the mechanical properties of plain concrete under dynamic loading // VIII International Conference on Experimental Mechanics SEM '96 Nashville, 10-13 June 96, Tennessee (U.S.A.)

84. Alberdni C. and Montagnani M. Study of the true tensile stress-strain diagram of plainconcrete with real size aggregate; need for and design of a large Hopkinson bar bundle // Journal de Physique IV, septembre 1994, pp. 113-118

85. Bicanic N., Zienkiewich O.C. Constitutive model for concrete under dynamic loading. Earthquake Engineering Structural Dynamic. 1981.V.11, pp. 689-710.

86. BragovA.M., LomunovA.K. Methodological aspects of studying dynamic material properties using the Kolsky method // Int. J. of Impact Engineering. 1995. V. 16. № 2. P. 321-330

87. Campbell J.D. Dynamic plasticity: macroscopic and microscopic aspects // Mater.Sci.Engng. 1973. Vol.12, N 1. P.3-21.

88. Daimaruya M. and Kobayashi H. Measurements of impact tensile strength of concrete and mortar using reflected tensile stress waves // J. Phys. IV France 10,2000, Pr9-173

89. Economou S., Cadoni E., Labibes K., and Albertini C. Strain-rate effects on plain concrete in tension // XXV aias national conference international conference on material engineering Gallipoli lecce, 4-7 September 1996

90. Espinosa H. D. On the dynamic shear resistance of ceramic composites and its dependence on applied multiaxial deformation // Int. J. Solids Structures Vol. 32. № 21. pp. 3105-3128. 1995

91. Espinosa H. D., Brar N. S. Dynamic failure mechanisms of ceramic bars: experiments and numerical simulations // J. Mech. Phys. Solids. Vol. 43. №. 10. Pp. 1615-1638, 1995

92. Field J.E., S.M. Walley, Bourne N.K., Huntley J.M. Experimental methods at high strain rate // Journal de Physique IV, Colloque C3 , Dymat 1994, pp.3-22.it 109. Galvez F., Rodriguez J. and Sanchez V. Tensile Strength Measurements of Ceramic

93. Materials at High Rates of Strain J. PHYS IV FRANCE 7 (1997) Colloque C3, Supplement au Journal de Physique III d'aout 1997 C3

94. Gong J.C., Malvern L.E. Passively Confined Tests of Axial Dynamic Compressive Strength of Concrete // Proceeding of the Society for Exp. Mech. 1990, p.p.55-59

95. Gorham D. A. Measurements of stress-strain properties of strong metals at very high rates of strain // Pros. 2nd Conf. Mech.Prop.Mater.High Rates Strain, Oxford. 1979. P. 16-24.

96. Hatano Т., Tsusumi H. Dynamical compressive deformation and Failure of concrete under Earthquake Load. Reptints IWCCE, Kyoto, 1960.

97. Hsien S.S., Ting E.C., Chen W.F. A Plastic-Fracture Model for Concrete. Int. J. Solids Sructure: Vol. 18 No 3, 1982, pp. 181-197

98. Kobayashi H. and Daimaruya M. Behaviour of Crack-Rate Sensitive Brittle Materials in Dynamic Lateral Compression // J. PHYS IV FRANCE 7 Colloque C3, Supplement au Journal de Physique III d'aout 1997 C3-987

99. Kobayashi H. and Daimaruya M. Dynamic and quasi-static lateral compression tests of ceramics tubes // Journal de Physique IV, 1994, pp 275-280

100. Kupfer H., Hilsdorf H.K. and Rusch H. Behavior of concrete under biaxial stresses//J. ACI. 1969. V. 66. №8. pp. 656-666.

101. Kruszka Leopold, Nowacki Wojciech K. New applications of the Hopkinson pressure bartechnique to determining dynamic behavior of materials // Mech. teor. i stosow. 1996.34, № 2. c. 259-280.

102. Lindholm U.S. Review of dynamic testing techniques and material behaviour// Mech.Prop.High Rates Strain Proc. Conf., Oxford. 1974. P.3-21.

103. Malvern Lawrence E., Jenkins David A., Tang Tianxi, and Ross Alien C. // Compressive split hopkinson bar testing of concrete p.726 y

104. Mlakar P., Vitaya-Vdom K. Cole R Dynamic tensile-compressive behavior of concrete, J. Amer. Concr. Inst. 1985, №1 P.484-491.

105. Morris D. R. and Watson A. J. Dynamic properties of construction materials using a large diameter Kolsky bar // High Rates of Strain, Oxford, 1989, p. 519.

106. Muria Vila David, Hamelin Patrice Behavior of Concrete at High Rate of Loading //

107. Transactions of the 10th international Conference of Structural Mechanics in Reactor Technology, Anaham, California, 14-18 Aug., 1989, p.p. 109-114

108. Najar J. and Miiller-Bechtel M. High Temperature Spalling of Alumina Bars // J. PHYS IV FRANCE 7 Colloque C3, Supplement au Journal de Physique 111 d'aout 1997 C3-145

109. Najar J. Dynamic tensile fracture phenomena at wave propagation in ceramic bars // Journal de Physique IV, septembre 1994, pp. 647-652.

110. NowacKi W. K. Dynamic compression of a brittle spherical specimen // Engineering transactions Engng. Trans. 42, 3, 1994, 263-279

111. Ohlson N.G. A high-speed testing machine for biaxial states of stress // Rev.Sci.Instrum. 1974. Vol.75, N 6. P.327-833.

112. Oiler S., Ohate E., Oliver J., Lubliner J. Finite element nonlinear analysis of concrete structures using a "plastic-damage model"// Engng. Fract. Mech. 1990. V.35, №1/2/3. P.219.231.

113. Ottosen N.S. A Failure Criterion for Concrete. Journal of the Engineering Mechanics Division, EM 4,1977, pp 527-535.

114. Pietruszczak S., Jiang J. An Alastoplastic Constitutive Model for Concrete. Int. J. Solids Structures 1988. vol. 24№7 pp. 705-722.

115. Reinhardt H.W. Tensile Fracture of Concrete at Hight Rates of Loading Appl. Fract. Mech. Cement. Compos. Northwestern Univ. USA. September 4-7, 1984, pp. 559-590.

116. Reinhardt H.W., Kormeling H.A., ZleHnski A.J. The split Hopkinson bar, a versatile tool for the impact testing of concrete. Mater, et. constr., 1986, 18, № 109. p.p. 55-63

117. Rodriguez J., Navarro C. and Sanchez-Galvez V. Splitting tests: an alternative to determine the dynamic tensile strength of ceramic materials // Journal de physique IV, Colloque C8, C8-101

118. Ross C. Alien, Jerome David M., Tedesco Joseph W., and Hughes Mary L. // Moisture and

119. Strain Rate Effects on Concrete Strength ACI Materials Journal / May-June 1996 293

120. Samanta S. Dynamic deformation of aluminium and copper at elevated temperatures // J.Mech.Phys.Solids, №19,1979, pp.117-135.

121. Seaman L., Gran J., Cuiran D.R. A microstructural approach to fracture of concrete Appl. Fract. Mech. Cement. Compos. Northwestern Univ. USA. September 4-7,1984, pp. 481-505.

122. Sierakowski R.L. Dynamic effect in concrete materials //Appl. Fract. Mech. Cement. Compos. Proc. NATO Arw. Northwestern University, U.S.A. 1984. pp. 535-557.

123. Sorousian P., Choi Ki-Bong. Dynamic constitutive behaviour ofconcrete. J. Amer. Concr. Inst. 1986, №3-4, P.P. 251-259.

124. Yuan J. and Shioya T. Study of Dynamic Behavior of Dense Silicon Nitride Ceramics at

125. Elevated Temperature // J. PHYS IV FRANCE 7, Colloque C3, Supplement au Journal de Physique III d'aout 1997 C3-367