Прикладные исследования лаборатории посвящены динамической прочности и пластичности материалов. Эти исследования включают следующие направления.

Направление А

Ударные испытания конструкционных материалов в диапазоне скоростей деформации 10³-10⁸ с^-1. Испытания проводятся методами плоского ударника с преградой. В результате испытаний определяются следующие характеристики динамической прочности и пластичности материалов:

а) динамический предел текучести;
б) динамический порог структурной неустойчивости материала.
в) откольная прочность.

Для выполнения перечисленных задач в лаборатории создано следующее экспериментальное оборудование:

1. Высокоскоростные установки (пневмокопры) на базе ствольной артиллерии, обеспечивающие ударное нагружение исследуемого материала в диапазоне скоростей 100-1000 м/с.
2. Регистрирующая аппаратура, позволяющая регистрировать ударно-волновой отклик материала на ударное нагружение с временным разрешением 10^-9 с^-1 и пространственным разрешением не ниже 50.10^-4 см.
3. Комплекс аппаратуры для микроструктурных исследований образцов после ударного нагружения, включающий оптический микроскоп Axio-Observier-Z-1m, микротвердомеры, вытяжные шкафы и др.

Внешний вид установки, включающей высокоскоростной пневмокопер, He-Ne лазеры, электронные фотоумножители марки Хамамацу с временным разрешением 0,6 нс и четырехканальные осциллоскопы высокого временного разрешения типа Tektroniкс-6052 показан на Рис.1.

Рис.1.

Рис.2. Элементы испытуемых мишеней

Направление B

1) Сопротивление материала высокоскоростному прониканию удлиненных ударников.
2) Микроструктурные исследования дефектной структуры материала 

Рис. 3. а) - каверна в алюминиевом сплаве 1565; б) - структура боковой стенки каверны при взаимодействии с ударной волной; в) - семейство волновых профилей при ударном нагружении в диапазоне скоростей 200-650 м/с.

3) Исследование зависимости сопротивления высокоскоростному прониканию от интенсивности структурирования боковой поверхности каверны.
V - Скорость ударника

Направление C

Высокоскоростная эжекция микрочастиц и струй с тыльной поверхности ударно нагружаемых мишеней.

1) Разработка экспериментальных и теоретических критериев возбуждения высокоскоростной эжекции.
2) Исследование зависимости интенсивности эжекции от степени стохастичности ударно-волнового процесса структуры материала.
3) Исследование влияния интенсивности высокоскоростной эжекции на возбуждение неустойчивости Мешкова-Рихтмайера при инициировании управляемого импульсного термоядерного синтеза.
4) Микроструктурные исследования следов струйной эжекции в различных материалах

Рис.4. «Долина» в материале мишени, как след струйной эжекции и выбросы частиц с тыловоой поверхности мишени.

Направление D

Применение прямого и «обратного» методов Тейлора для определения динамического предела текучести конструкционных материалов в диапазоне ударных нагрузок. Испытания серии марок мартенситно-стареющих сталей, азотосодержащих сталей, трубных сталей и сталей для судостроения кораблей и платформ северных широт.

Рис. 5. Функциональная схема установки для определения динамического предела текучести по методу Тэйлора.

Направление Е

Численное исследование взаимодействия экранов для защиты космических аппаратов от космического мусора и частиц микрометеоритов. 

Рис. 6. - Постановка задачи численного расчета и различные стадии пробивания экрана в модельной постановке.

Контакты: Заведующий лабораторией Физики разрушения ИПМаш РАН, доктор физико-математических наук, профессор Ю.И. Мещеряков