Рис. 3.10. Ударно-волновая картина в соударяющихся телах в некоторый момент времени после соударения:

АВ — граница раздела пластин; СО — УВ в верхней плас- С тине; £Р— УВ в нижней пластине

где 4р — критический диаметр детонации; £ = 0,5.0,25 — коэффициент потерь при детонации. Наиболее существенно неполнота детонации сказывается при сварке листов из легких металлов (титана, алюминия) небольшой толщины (2.6 мм), так как в этом случае необходимая толщина слоя В В близка к критической.

Более сложная двумерная модель расчета скорости метания пластины решена методом характеристик [4]. Эта модель более точно отражает физические явления при метании в специальных условиях СВ [28, 34]. Однако она является достаточно сложной для использования в инженерных расчетах.

Давление в области соударения. Известно, что характер высокоскоростного соударения твердых тел существенно зависит от угла между ними даже при постоянном значении скорости соударения. Эти изменения могут быть не только количественными, но и качественными. Иными словами, возможны различные режимы соударений, влияющие на конфигурации течения, значение и распределение давлений в области соударения, а также другие физические параметры.

Рассмотрим нормальные и косые соударения. В первом случае давление определяется скоростью соударения У0 и сжимаемостью тел. Во втором случае оно зависит от скорости перемещения точки контакта Ук и угла соударения у. Движение в области соударения можно рассматривать

как течение сжимаемой или идеальной жидкости. Такой подход был обоснован и предложен М.А.Лаврентьевым [2101 и американским ученым Г. Биркгофом и др. [211].

Нормальные соударения. В наиболее простом и изученном случае нормального соударения [16, 31, 212[ угол соударения у = 0, т. е. в момент удара пластины соприкасаются по всей площади одновременно и от контактной поверхности распространяются плоские УВ.

На рис. 3.10 показан характер течения, соответствующий некоторому моменту времени после соударения. В областях /У и /// среда не возмущена и характеризуется начальными плотностями р, и р2 и нулевыми давлениями. В областях / и // металл находится в сжатом состоянии и имеет массовую скорость соответственно и, и и2, плотность — р, и р'2, а давление — р1 и р2.

Если до начала соударения верхняя пластина имела скорость У0, а нижняя была неподвижной, то из законов сохранения энергии следует, что скорость границы раздела

и = и2 = К0-и,,(3.22)