Relaxation processes close to the surface of the impacts tress application caused by the pulse electron beam

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents outcomes of the study of short-timed shock action of the pulse electron beam on the aluminum obstacle. Analysis of the generation of the stress wave near the loaded surface based on the experimental data is provided. It is proved that wave generation in this case in contrast to theaction of laser beam takes place inside material in the area governed by the depth of electrons invasion.Relaxationofthestress wave starts from the boarder of this area. It was established that strongly non-equilibrium processes are take place in this relaxation area causing dramatic change depending on the shock parameters of the velocity of the stress and strength waves compared theirs stationary values. It is underlined that relaxation process has solo-wave nature in spite of the high stress amplitude. Separation of the elastic and plastic stresses propagation takes place only after the end of relaxation process.

About the authors

V. A. Morozov

St. Petersburg University

Author for correspondence.
Email: v.morozov@spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

V. S. Ivanov

St. Petersburg University

Email: st048035@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

V. M. Kats

St. Petersburg University

Email: v.kats@spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Khantuleva T.A. Specific Features of Processes Far from Equilibrium // Mathematical Modeling of Shock-Wave Processes in Condensed Matter: From Statistical Thermodynamics to Control Theory Shock Wave and High Pressure Phenomena. Springer, 2022. P. 31–63. https://doi.org/10.1007/978- 981-19-2404-0_2
  2. Khantuleva T.A. The Shock-Induced Planar Wave Propagation in Condensed Matter. // Mathematical Modeling of Shock-Wave Processes in Condensed Matter: From Statistical Thermodynamics to Control Theory Shock Wave and High Pressure Phenomena. Singapore: Springer, 2022. P. 209–249. https://doi.org/10.1007/978-981-19-2404-0_7
  3. Petrov Y.V., Utkin A.A. Failure-Delay Effect under Influence Pulse Dynamic Loads. // Mech. Solids. 2022. V. 57. P. 75–85. https://doi.org/10.3103/S0025654422010125
  4. Sudenkov Yu.V., Filippov N.M., Ronzhin O.F., Nedbai A.I. Action of the loading rate on perfornamnce of the elastic-vicious-plastic media (in Russian) // Pisma v ZhTF. 1980. V. 6. № 18. P. 1102–1105.
  5. Sudenkov Yu.V. Relaxation of elastic constant of aluminum close to the surface of the impact stress (in Russian) // Pisma v ZhTF. 1983. V. 9. № 23. P. 1418–1422.
  6. Wood D. On Longitudinal Plane Waves of Elastic-Plastic Strain in Solids // J. Appl. Mech. 1952. V. 19. № 4. P. 521–525. https://doi.org/10.1115/1.4010552
  7. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Shock-wave effects in condensed media. (in Russian). M.: Yanus-K, 1996. 407 p.
  8. Baizakov O.D., Morozov V. A., Sudenkov Yu.V. Model of elastic wave dumping (in Russian). In: Gazodinamika i teploobmen. V. 9: Dynamics of homogeneous and non-homogeneous media. L.: Leningrad University Publishing, 1987. P. 187–191.
  9. Morozov V.A., Sudenkov Yu.V. Generation and evolution of pulse stresses in solid bodies with respect to relaxation processes close to the surface of the impact stress application (in Russian). In: Fizicheskaya mekhanika. V. 6. Dynamic processes in gases and solid bodies. L.: Leningrad University Publishing, 1990. P. 150–159.
  10. Meshcheryakov Yu.I., Morozov V.A. On interaction of pressutre waves initiated with high-current pulse electron beam in solid body (in Russian) // Zhurnal tekhnicheskoi fiziki. 1979. V. 49. № 9. P. 1982–1986.
  11. Galiev Sh.U., Babich Yu.N., Zhurakhovskii S.V., Nechitailo N.V., Romashchenko V.A. Numerical simulation of wave processes in bounded media. (in Russian). Kyiv: Naukova dumka, 1989. 200 p.
  12. Kanel G.I. Shock waves in physics of solid state (in Russian). M.: Fizmatlit, 2018. 208 p.
  13. Oswald R.B., McLean F.B., Schalhorn D.R., Buxton L.D. One‐ Dimensional Thermoelastic Response of Solids to Pulsed Energy Deposition // J. Appl. Phys. 1971. V. 42. P. 3463–3473. https://doi.org/10.1063/1.1660755
  14. Morozov V.A., Bogatko V.I. Elastoplastic Wave Formation in a Near-Surface Region under Short-Term Loading // Dokl. Phys. 2008. V. 53. № 8. P. 462–465. https://doi.org/10.1134/S1028335808080144

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Formation of voltage pulses. 1 – initial voltages, 2 – half-wave going deep into the material, 3 – half-wave going to the free surface, 4 – reflected wave, 5 – superposition of waves

Download (48KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Formed voltage pulses. 1 – compression pulse, 2 – tension pulse

Download (38KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. 1 – vacuum chamber, 2 – high-voltage input, 3 – cathode, 4 – sample, 5 – current meter (Rogowski coil), 6 – piezoelectric sensor

Download (95KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Characteristic oscillogram of the beam current pulse I (relative units) and the compression voltage pulse σ (relative units) (time t in ns)

Download (82KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Change in the propagation speed of the voltage pulse v(t) (m/s), change in the coordinate x(t) (mm), dependence x(t) = ct (time t in ns)

Download (80KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Change in the amplitude of the compressive stress pulse (MPa) from the coordinate (mm)

Download (43KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».