УДК 536.2; 534.222.2
Е. В. П и л я в с к а я, А. В. А т т е т к о в
ЭФФЕКТЫ ТЕПЛОВОЙ ДИССИПАЦИИ
ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ УДАРНОЙ ВОЛНЫ
В ДВУХФАЗНОМ ПОРИСТОМ МАТЕРИАЛЕ
Исследованы эффекты мезоскопического процесса тепловой дисси-
пации в ударно-сжатом пористом материале, содержащем сфери-
ческие поры с тонким слоем пластификатора на их поверхности.
Установлены специфические особенности кумуляции энергии удар-
ного сжатия в изучаемой системе.
E-mail:
Ключевые слова
:
двухфазный пористый материал, ударно-волновое на-
гружение, эффекты тепловой диссипации.
При распространении по пористому материалу ударной волны
(УВ) в нем могут происходить физико-химические превращения, в
общем случае неравновесные. При сильном ударном сжатии, когда
прочностью матричной фазы пористого материала можно пренебречь,
его реологические свойства описываются следующей математиче-
ской моделью [1]. Ударная волна представляется в виде поверхности
разрыва, что позволяет пренебречь деталями процесса уплотнения в
ударно-сжатом пористом материале, поскольку часть удельной вну-
тренней энергии, затрачиваемой на сжатие пор, пренебрежимо мала
относительно суммарного приращения удельной (на единицу массы)
внутренней энергии при ударном переходе [1]
E
e
−
E
0
=
p
e
−
p
0
2
ρ
0
1
−
ρ
0
ρ
e
,
(1)
где
p
— давление;
ρ
— плотность;
E
— удельная внутренняя энер-
гия; индексы 0 и
e
относятся к состояниям материала перед и позади
фронта УВ.
При слабых УВ с интенсивностью, достаточной для проявления
поверхностно-прочностных эффектов (прочности окрестности инди-
видуальных пор [2]), мезоскопические (в масштабе поры) процессы
тепловой диссипации становятся определяющими [2–11]. Характер-
ным является то, что при распространении слабой УВ помимо средне-
поступательного движения существенными становятся пульсационно-
радиальные движения в окрестности пор. Их учет при построении
математической модели изучаемого материала приводит к появлению
дополнительного мезоскопического масштаба — радиуса поры, харак-
теризующего эту внутреннюю степень свободы. Отметим, что при
рассмотрении ударно-сжатого пористого материала как термодинами-
ческой системы с внутренней степенью свободы необходимо и в ар-
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 3
53
