Меню

  • На главную

Поиск

  • Разрушение под действием мощного фотоизлучения

    Posted 8/2/2009 в 9:07:08 ПП

    Новые аспекты исследования прочности и разрушения твердых тел открываются в связи с применением квантовых генераторов, способных создавать лазерные лучи огромной мощности. Исследования напряженного состояния при прохождении лазерного луча были начаты на прозрачных полимерах (органические стекла). Процесс прохождения лазерного луча сопровождается сложными физическими явлениями и при определенной мощности импульса приводит к разрушению прозрачного материала. К настоящему времени накоплен сравнительно небольшой объем физико-механических исследований этого явления. В связи с этим вопросы выделения основных параметров, влияющих на разрушение, а также выявление закономерностей превращения энергии электромагнитных колебаний в механическое напряжение далеки от своего завершения.
    Первой работой в этом направлении было исследование Б. М. Ашки-надзе, В. И. Владимирова, В. А. Лихачева и др. (1966), установивших образование плоских с круглым очертанием трещин, расположенных приблизительно под углом 45° к оси луча. Трещины возникают и на пути отраженного от границы тела лазерного луча, когда последний имеет полное внутреннее отражение. Нужно отметить исключительно большую концентрацию энергии при образовании трещин, сравнимую, вообще говоря, с концентрацией энергии при атомном взрыве. По мнению авторов упомянутой работы, разрушение происходит под действием когерентного гиперзвука, генерируемого лазером. Разрушение материала под углом 45° происходит под действием предельных и поперечных фононов, непосредственно генерируемых световой волной. В то же время В. В. Волков, В. А. Лихачев и др. (1967), В. А. Лихачев, В. М. Салганов и др. (1968) отмечают, что главным эффектом в этих процессах является тепловыделение.
    В работах Г. И. Баренблатта, Н. Н. Всеволодова, О. Е. Марина и др. (1967, 1968) выдвинуто предположение о том, что в начальный момент разрушения в области канала создаются динамические напряжения в результате нагрева и действия гиперзвука. Возникновение этих напряжений приводит к образованию мельчайших сдвиговых дефектов в плоскостях наибольших касательных напряжений, находящихся под углом в 45° к оси луча. Возникновение этих дефектов сопровождается поглощением световой энергии, приводящим к образованию газовых пузырьков с высоким внутренним давлением и температурой, что предопределяет дальнейшее развитие трещин.
    Отметим, что разрушение прозрачных диэлектриков под действием мощного лазерного излучения протекает за времена порядка 10~5—10"8 сек. Разрушение начинается на локальных неоднородностях и зависит как от мощности, так и от энергии световой волны.
    Некоторые соображения относительно характера разрушения прозрачных полимеров высказаны также в работах Б. М. Ашкинадзе, В. А. Лихачева и др. (1966, 1967), Б. Ф. Пономаренко, В. И. Самойлова и др. (1968).

    Тэги: