Cuando un material se somete a una carga extrema en forma de una onda de choque o explosión, el daño a menudo se forma internamente a través de un proceso llamado fractura por astilla.
Dado que este tipo de eventos intensos rara vez se aíslan, se necesita investigación para saber cómo responden los materiales dañados a las ondas de choque subsiguientes: una armadura no es muy útil si se desintegra después de un impacto.
Para sorpresa de los investigadores, la experimentación reciente sobre la fractura por astillamiento en metales descubrió que, en ciertos casos, había una falta casi completa de daño con solo una delgada banda de microestructura alterada observada. Por lo general, bajo este tipo de condiciones, el materialcontendría cientos de pequeños huecos y grietas.
en un artículo para el Revista de Física Aplicada publicado por AIP Publishing, los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos redujeron exactamente por qué faltaba el daño esperado.
"Se sugirieron hipótesis contradictorias para la falta de daño. ¿Hubo algún tipo de fortalecimiento que ocurriera, de modo que el daño nunca se nucleó, o el daño fue recompuesto a un estado completamente denso por alguna otra carga?", Dijo el autor David Jones. "dividiendo el experimento en dos fases, formación de daños y recompacción, podríamos determinar qué hipótesis era correcta "
Los materiales que experimentan daños por choque a altas tasas de deformación debido a un impacto repentino exhibirán un comportamiento significativamente diferente en comparación con su respuesta bajo pruebas mecánicas estándar de baja tasa.
Los investigadores utilizaron experimentos de impacto de placa de volante de pistola de gas para dañar primero las muestras, y luego impactar estas muestras por segunda vez para ver cómo interactúa la onda de choque con el campo de daño, que no se había hecho antes. Encontraron un estrés de choquede solo 2 a 3 gigapascales en realidad recompilaron un objetivo de cobre dañado y crearon un nuevo enlace donde las superficies una vez rotas se unieron nuevamente.
"Esta investigación, donde se utilizan experimentos cuidadosos para aislar la resistencia y la respuesta al daño de un material bajo carga de choque, ayuda a revelar cómo la microestructura juega un papel clave en la respuesta dinámica", dijo Jones.
Los autores esperan que el futuro de la investigación de física de choque involucrará láseres de rayos X de electrones libres de próxima generación, una herramienta que cambiará el juego.
"Ser capaz de obtener imágenes en tiempo real de estos eventos de daño a escala de micrómetro y microsegundos en metales será un cambio de paradigma en el diagnóstico de física de choque", dijo Jones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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