Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 11. 15 mars 1955 - Brott vid explosioner, av John S Rinehart
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
238
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 8. Spänningstillstdndet i tjockväggigt rör enligt fig. 1 b
omedelbart efter detonationen.
När en longitudinell tryckvågsstörning som är
riktad mot ett 90° hörn (fig. 7) träffar de båda
fria ytorna reflekteras den såsom
avlastningsvågor tillbaka till det komprimerade området.
Avlastningsvågorna åstadkommer ofullständigt
avlastade områden med begränsad kompression.
När slutligen de bägge avlastningsvågorna
träffas längs sträckan AB uppkommer där en kraftig
dragspänning som kan ge upphov till en
brott-spricka.
I många olika slags system kan brottsprickor
uppstå på detta sätt. Betydelsefulla exempel är
pulvrisering av spröda material och
sprickbildning i glas vid stötbelastning.
Ett annat typiskt exempel på hörnbrott är den
koniska brottyta som bildas vid basen av ett
tjockväggigt rör fyllt med sprängämne (fig. Ib),
vilket antänds vid motsatta änden av röret8 (fig.
8). Den transienta störningens front bildar en
vinkel oc med röraxeln varvid sin oc = c/D, där c
är störningens hastighet i rörmaterialet och D är
explosionsfrontens hastighet längs röraxeln.
Vågen uppfångas i cylinderns bortre hörn (fig. 7)
och en konisk brottyta uppkommer.
Det har experimentellt bekräftats att
tjockväggiga rör brister på det just beskrivna sättet, och
man har använt uppmätta värden på konvinkeln
för att bestämma spänningsvågens hastighet i ett
flertal metaller. Ett viktigt ytterlighetsfall är det
spetsiga hörnet som motsvarar en tunn platta
stötbelastad längs randen. De vågor som
reflekteras från plattans plana sidor alstrar en spricka
som klyver plattan längs medelytan.
Ut stöt ning
En vanlig typ av brott vid stötbelastning är
ut-stötning ("spalling") varmed menas brott hos
en kropp nära en av dess fria ytor på relativt
stort avstånd från lastangreppspunkten (fig. 9).
Detta slags brott beskrevs första gången av
Hopkinson7 för många år sedan och kallas även
ibland Hopkinsons brott.
Mekanismen vid utstötning kan i stora drag be-
handlas på följande sätt: Betrakta en oändligt
utsträckt skiva med ändlig tjocklek och av ett
idealt elastiskt material. Anta att det
anbringade trycket stiger ögonblickligt för att sedan åter
sjunka (fig. 2). När störningen träffat den fria
(högra) gränsytan (fig. 10 t.v.) hos skivan
reflekteras den som en dragspänningsvåg.
Den infallande tryckvågen interfererar med den
reflekterade vågen av motsatt tecken varvid en
resulterande våg uppstår (fig. 10 t.h.).
Dragspänningen AB kommer att öka när den
reflekterade vågen rör sig åt vänster. Om metallen i
någon punkt har låg draghållfasthet, kan då
brott uppstå och en utstötning lossnar. Dess
tjocklek är hälften av det avstånd inom vågen
som motsvarar ett spänningsfall lika med
materialets brottgräns. Denna spänning kallas
materialets kritiska normalspänningsbrottgräns
Vid studium av utstötningsfenomenet8-9 har
man funnit att det påverkas av väsentligen två
faktorer, nämligen vågens form och materialets
normalspänningsbrottgräns. Den senare är en
materialegenskap vars värde beror av. lasten och
spänningstillståndet.
Spänningsvågens form har ett mycket starkt
inflytande på bildningen av utstötningar, vilket
framgår av experiment på skivor av mjukt
kolstål stötbelastade enligt fig. 1 d. Skivornas
tjocklek varierade från 6 mm till 50 mm,
sprängladdningens tjocklek från 3 mm till 6 mm.
Intressanta slutsatser av resultaten (fig. 11) är att
utstötningens tjocklek snarare minskar än ökar
med ökande skivtjocklek och att under vissa
förhållanden ett 3 mm lager av sprängladdningen
kan ge upphov till en tjockare utstötning än ett
6 mm lager.
Kvalitativt visar kurvorna det väntade
förloppet, nämligen att minskad branthet hos
spännings-tidkurvan bakom vågfronten, vilket följer
Fig. 9. Utstötning vid skiva av mjukt stål. Anordning enligt
fig. 1 a; skivdiameter 127 mm, skivtjocklek 51 mm;
laddning diameter 38 mm, längd 51 mm.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
