Сопротивление твердых тел деформированию при динамических нагрузках

Сопротивление твёрдых тел деформированию при динамических нагрузках за последние десятилетия привлекает всё более возрастающее внимание исследователей и инженеров, занимающихся вопросами разработки конструкций, функционирующих в условиях кратковременных импульсных воздействий, больших скоростей деформации, высоких температур.

Фундаментальные представления о природе явлений в материалах при высоких скоростях деформирования, отвечающих достаточно высоким уровням напряжений, находят практическое применение в таких областях новой техники как: импульсная штамповка, сварка взрывом, внедрение летящих с высокой скоростью тел в преграды, а также при разработке конструкций, способных поглощать энергию взрыва или удара. Учёт реальных прочностных свойств деформируемой среды имеет значение для метрологических целей, а также при исследовании уравнения состояния и решения прикладных задач о распространении ударных волн.

Реологические свойства твёрдых тел, проявляющиеся при воздействии импульсных силовых нагрузок, сложны и многообразны. Реакция материалов на такого рода нагрузки часто самым существенным образом отличается от реакции на статические и квазистатические нагрузки в качественном и особенно в количественном отношении, что связано прежде всего с изменением их микроструктуры и, как следствие этого, механических свойств. Систематические исследования металлофизическими  методами структуры образцов, подвергнутых нагружению, показали, что параметры самой нагрузки, в частности её амплитуда, могут играть важную роль в формировании той или иной микроструктуры и обусловленных этим механических свойств.

Общепринятым способом создания импульсных нагрузок в твёрдом теле является метод ударных волн, в котором плоские ударные волны в образце из исследуемого материала создаются либо путём торможения на плоском образце скоростных пластин ударников, либо подрывом бризантного ВВ находящегося в контакте с образцом. Наиболее часто применяется первый из вышеуказанных способов. Использование ударных волн представляет уникальную возможность изучения свойств материалов в условиях высокоскоростного деформирования. Сильная зависимость скорости деформирования  от амплитуды ударной волны  позволяет реализовать в опытах широкий диапазон скоростей деформации , а микроструктура может претерпевать большие изменения уже при временах в пределах сотен наносекунд после прохождения волнового фронта.