Калмыков П.Н., Лапичев Н.В., Михайлов И.А., Мягков Н.Н., Пыриков М.Д., Сальников А.В., Шумихин Т.А. «Морфология повреждений толстостенных пластин-свидетелей фрагментами высокоскоростных ударников из различных материалов» Механика композиционных материалов и конструкций, 25, № 1, с. 37-56 (2019)

Экспериментальное изучение фрагментации ударника при высокоскоростном пробитии тонких преград не отличается большим арсеналом технических средств прямого наблюдения. Одним из достоверных способов получения информации о характеристиках образующегося облака фрагментов является анализ повреждений пластин-свидетелей, устанавливаемых на некотором расстоянии за преградой на пути движущихся фрагментов. В данной работе проводится сравнительный анализ морфологических особенностей повреждений пластин-свидетелей фрагментами ударников, изготовленных из различных материалов: полиэтилена, алюминиевого сплава (Al-сплав) и капролона, охрупченного добавлением стеклянных микросфер. Эксперименты выполнены в диапазоне скоростей соударения от 2900 м/с до 7000 м/с, при этом были использованы три типа тонких преград: сплошные, сеточные и струнные. Выявлено, что при идентичных условиях в экспериментах со струнными преградами ударник из полиэтилена демонстрирует меньшую степень фрагментации, чем охрупченный капролон. При этом существенная часть начальной кинетической энергии полиэтиленового ударника остается в его тыльной части, не перераспределяясь к другим частям ударника и не переходя в энергию разрушения. У охрупченного капролона сохраняется тенденция к образованию выбросов из фронтальной части, формирующих цепочки кратеров на свидетеле. При фрагментации на сплошной преграде облако фрагментов полиэтиленового ударника состоит как из компактных, так и из нитевидных фрагментов. Нитевидные фрагменты могут образовывать замкнутые структуры. Подобный тип фрагментации наблюдался в экспериментах с ударниками из стекла. Примечательно, что распределение кратеров, образованных нитевидными фрагментами полиэтиленового ударника, схоже по структуре с распределением множества мелких кратеров в периферийной зоне повреждений свидетеля облаком фрагментов ударников из Al-сплава при пробитии сплошной преграды. Глубокое морфологическое подобие выявлено между повреждениями в эксперименте по пробиванию стальной сетки полиэтиленовым ударником и вольфрамовой сетки ударником из Al-сплава. При этом параметром, контролирующим подобие этих экспериментов, по всей видимости, является отношение плотностей материала преграды и ударника.