КОМПЬЮТЕРНОE МОДЕЛИРОВАНИE РАСПРОСТРАНЕНИЯ ФРОНТА УДАРНОЙ ВОЛНЫ В ПОРОШКОВОЙ РЕАГИРУЮЩЕЙ СМЕСИ
В.А. Скрипняк. Е.Г. Скрипняк
Томский государственный университет, г. Томск, Россия
При моделировании применялась разработанная ранее модель, учитывающая кинетику энерговыделения за счет быстропротекающих твердофазных химических экзотермических реакций [4].
Инициация и протекание “ударно-поддерживаемых” экзотермических реакций синтеза интерметаллидов в системах типа Ti-Al, Ni-Al оказывает влияние на ударно-волновую динамику, приводя к увеличению скорости распространения ударных волн и изменениям структуры фронта.
Структура фронта имеет различную конфигурацию в зависимости от кинетических параметров процессов химических превращений. Поэтому, существует возможность установить факт инициации превращений по виду экспериментально зарегистрированного профиля ударного импульса интенсивности 15-30 ГПа. При больших интенсивностях волн эффект от инициации химических реакций проявляется на волновой динамике слабее.
Результаты моделирования свидетельствуют о том, что “ударно-поддерживаемые” процессы химических превращений могут инициироваться в ограниченном диапазоне интенсивностей ударных волн. Установлено, что начальная структурная неоднородность среды и наличие пор способствует инициации химических реакций при меньших амплитудах ударных воздействий. В рамках предположения, что механо-активация химических реакций связана с локализацией пластического течения на микроскопическом уровне, получено, что химические превращения могут протекать при высокоскоростной деформации как в ударных волнах, так и волнах разгрузки.
Наличие пор или даже не вступающих в реакцию включений других фаз, при ударном нагружении, приводит к появлению распределения параметров механического состояния (давлений, деформаций и т.д.) на мезоскопическом уровне, что способствует достижению необходимых условий для инициации химических превращений в локальных объемах среды.