автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.19, диссертация на тему:Выработка методов и средств исследования динамических процессов, протекающих в системе "конструкция-среда" при воздействии лазерного излучения

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ им. Л. Л. Клагонравова

Для служебног о польюнання Экг№ 33 На правах рукописи УДК 539.3:534.1

САХВАДЗЕ Геронтий Жорович

1РАКОТКА МЕ ГОДОВ И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ »ОННССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В СИСТЕМЕ "КОНСТРУКЦИЯ - СРЕДА" ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

специальность: 05.02.19 - "Экспериментальная механика машин"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена в Институте машиноведения им. Л.А.Г>ла1 оправе Российской а.-адемин наук

Научный консул ти»

Академик РА1), доктор технических наук, профессор К.В. Фролов

Официальные оппоненты:

Чл.-корр. РАН, док юр физ.-маг. наук, профессор доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Х.С. liai дасаров О.Б. Балакшин ОС. Марайкмн

Ведущее предприятие: Ракетно-космическая корнора

"Энергия" им. C.I1. Королева

fi ' п У

Защита диссертации состоится " " ¿7 nj) rs< -j 2000 с. н ч

на заседании Диссертационного Совета Д-003.42.02 при Unci и

машиноведения им. А.А.Бдагонравова t'All и помещении конферешмал;

адресу: 101830, Москва, Малый Харитоньевский переулок, 4.

С диссершшей можно ознакомиться в библиок :е Hiicii машиноведения им. А.А.Благонравова по адресу: Москва, ул. Бардниа, 4.

Автореферат разослан "-/> ^ " /И <?рг* ¿> 2000 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета к.т.н.

В.А. Д>броне

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Успехи в создании мощных современных генераторов :рнсго падучения, а также быстрое расширение областей их применения >уют разработки эффективных методов исследования повеления ормируемых элемен.ов конструкций при воздействиях на них мощного рного излучения.

К настоящему времени накоплен значительный огыт исследований в 1СТН воздействия концентрированных потоков энергия лазерного излучения Э ЛИ) иа деформируемые элементы конструкций, сопр касающиеся со юн (ДЭКСС). Об этом свидетельствуют уже достигнутые успехи в отрас ях, такие взаимодействия являются определяющими и решающими факторами в .печении надежности и безопасности объектов машиностроительной и |космнчсской техники, атомной энергетики .1 т.д. Однако, имеющие места нчсскне ситуации и катастрофы в этой области свидетельствую г, что многие кты механизм*, взаимодействия КПЭ ЛИ с ДЭКсС не до гонца исследованы, рии>енясмые для их изучения методы и средства не всегда адекватно :ывают протекающие в таких системах сложные процессы, такие, как -шнообразовапне >■ разрушение конструкций, автоколебания, возникновение шых волн, остаточные напряжения и т.д.

Основная сложность при исследованиях динамического поведения армируемых элементов конструкций при вс здействиях высокоинтенсивных 1КОв эиергиг лазерного излучения связана с большим многообразием икающих при этом механи .еских, тегглофизических и гидродинамических эффектов.

Создание общей методики, позволяющей производить адекватное описание явлений, является в настоящее вре. :я весьма важной и актуальной задачей шике. Однако практически все работы в этой области ограничиваются мотрением той или иной части задачи без комплексного анализа всей гческой картины, что в конечном итоге, как правило, .¡риводит к ождению расчетных результатов и фактической реализации.

Отсюда следует, что переход от существующего набора частных, хотя и ь важных, случаев, к общему осмыслению и классификации явлений и ничеспх процессов, протекающих в системах "конструкция - среда" под гйствием лазерного излучения, приводящие к критическим состояниям тругций, является "а сегодняшний день одной из важных современных лем механики.

В связи с этим, весьма актуальной явл егся исследование динамики трукций, соприкасающихся с различными средами, при критических 1мах воздействия КПЭ ЛИ. Создание таких воздействий обеспечивает истом гидролазерного обострения, который характеризуется мгновенным зм плотности энергии в системе "конструкция-сред " за счет мошиого

лазерного излучения и его концентрации в ограниченном объеме. Возникаю при этом нлаяма и ударные волны вступают во взаимодействие с различи элементами системы «лазерное излучение ~ конструкция - среда» и вызьи появление диссипативных структур и локализацию возмущений (напряже деформированных состояний). Эти явления мало изучены, но крайне важны наиболее ответственных технических объектов, таких как атомные стан авиакосмические объекты, атомные подводные лодки и т.д.

Разработанная в диссертации методика экспериментальных ис^ледов; динамических эффектов, наблюдаемых в системах "конструкция - среда" воздействиях на них КПЭ ЛИ и полученние результаты способствуют б глубокому пониманию протекающих ^ложных процессов. Это дает возможн предсказывать возможное наступление критических и аварийных ситуаш снизить вероятность их возникновения.

Цу.л1. работ..!. Главной целью работы является разраб экспериментальны? методик и средств для исследования динамиче процессов, протекающих при воздействии КПЭ ЛИ на ДЭКСС гидролазсриом обострении) и их использование для' улучшения мехаииче характеристик материалов. Для достижения поставленной цели решаются за изучения особенностей процессов трещннообразования, разруии автоколебаний, возникновения ударных волн и других сопутствуй: механических явлений. При исследованиях считается, что динамиче процессы протекают в режимах с обострением, оторые сопровожда образованием различных диссипативных структур и локализации возмущеии!

М ст о д м I»ссл сд опл 1111». В работе используются ме дифференциального и интегрального исчислений, многофактор регрессионного анализа, теории колеблиш, гидродинамики, термодина", лазерной физики, геометрической и нелинейной оптики. Применя компьютерные средства для численного анализа. Для изучения динамич( процессов (роста трещин, разрушений, автоколебаний) широко применя методы тензометрии и высокоскоростнсй видеосъемки с последуй компьютерной обработкой изображений и си талон.

Научная тптпа. Предложена методика комплексных эксперимента! исследований динамических эффектов, возникающих в системах "конструк среда" при воздействиях КПЭ ЛИ на ДЭКСС. С использованием разработ: методики изучено возникновение критических состоянии системы, ко рассматривается как результат динамических процессов, протекающих в рея с обострением", и образованием различных диссипативных ару кг локализации возмущений. Впервые исследованы автоколебания элем конструкций, возникающие при воздействии КПЭ ЛИ на ДЭКСС; ит воздействия как непрерывных, так и импульсных КПЭ лазерного излу1 'Изучены особенности процессов трещинообразования и динамиче разрушения конструкций при гидролазерном обострении. Исследован и;:

азования ударных волн при расширении плазмы и изучены особенности их хействия как на тонкостенную конструкцию, находящейся в окружающей je, так и на саму конструкцию, распространяясь внутри нее и существенно чшая механические характеристики материала.

Научная и практическая ценность. Предложенные в работе 1ериментальные методы и средства раскрывают суть динамических процессов, эрые реально протекают в системе "конструкция - среда" но время кйствия на ней КПЗ ЛИ при наличии плазмы, фячовых переходов и снений юплофизических и механических свойств материала конструкции, ¡учены экспериментальные данные, характеризующие макрокинегические шомсрности и энергетические параметры разрушения двухслойных позиционных теплозащитных покрытий при воздействии лазерного /чепия. Темпера-гра защищаемой конструкции при этом практически не яется, что говорит о высоких теплоизолирующих свойствах предлагаемых юзащитных покрытий.

Разработаны рекомендации и предложения п,л применению предлагаемых одов и средств на машиностроительных и авиакосмических предприятиях, ющих конструкций, соприкасающихся с различными средами.

Разработанные экспериментальные методики используются в научно-т"довательской работе в Ипституге машиноведения им. А.А.Благонравова i, Кутаисском государственном техническом университете им. Мусхелишвили, в РКК "ЭНЕРГИЯ" им. С.П. Королева, на агрегатном заводе ука".

Достовепписть результатов подтверждается: многочисленными нениями с известными аналогичными экспериментальными и эетическими данными других авторов, а также хорошей повторяемостью "ч.чшых экспериментальных результатов; использованием апробированных одов и средств измерение и обработки данных; качественным и ичественным анализом промежуточных и окончательных результатов.

Публикации и апробация работы. Основные результаты диссертации бликованы в [I - 26) и докладывались и обсуждались на следующих юсснйских и международных ко'*ференииях, симпозиумах и семинарах: XI и научные конференций молодых ученых ИМАШ (Москва, 1987, 1989); ¡инар кафедры "Динамика и прочность машин" Московского /дарственного технического университета им. Н.Э.Баумана (Москва, 1988); союзная научно-практическая конференция "Проблемы научно-технического гресса в современных условиях" (Кутаиси, 1991); Всесоюзная конференция временнге методы и средства уравновешивания машин и приборов" тонеж, 1989); Х1У Всесоюзная конференция по теории пластин и оболочек 1лиси, 1987); Всесоюзная научно-техническая конференция по !ериментальным методам в механике деформируемого твердого те..а ншннград, 1988); Международный симпозиум, посвященный 80-летию акад.

И.Н.Векуа (Тбилиси, 1992); Всероссийская научно-техническая конфереш "прс шость н живучесть конструкций" (Вологда, 1993); Международ конференция по фотомеханике (Новосибирск, 1995); Семинар кафе; прикладной механики Клемсонского университета (США, штат Южная Кароли 1995); Международная научъо-практическая конференция "Промышлен экология" (Саь.кт-1 .етербург, 1997); Пятая международная конфереш "Проблемы управления безопасностью сложных систем" (Москва, 199Ь>; междисциплинарный конгресс по симметрии (Вашингтс 1, 1995); Межчународ конферс шин, поев. 60-летню ИМАШ РАН (Москва, 1998); Семинар кафе; прикладной механики Московского государственного университет? пу сообщения (МИИТ, 1999).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести п перечня основных выводов и списка литературы* Работа содержит 83 рисунко фотогра ')ий, 11 табл ц и 2/8 литературные ссылк:'. Общий объем диссерташ 324 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Впсдеиие. Обоснована актуальность проведения комплекс: исследований по изучению динамически процессов, возникающих в систе "конструкция - среда" при воздействиях КПЭ ЛИ на ДЭКСС (заметим, что в р окружающей ср. ды могут быть жидкость, газ, вакуум). Цл" краткого обозначе такого воздействия в случае, когда плотности мощности лазерного излуче находится в определенном диапазоне, при котором материал начинает плавле и испарение (ниже этого диапазона имеем простое нагревание материала, а В1 - сквозное прожигание конструкции) введен термин «гидролазерное обострен Таким образом, гидролазерное обострение (ГЛО) - это совокупш быстропротекающих физико-механических и химических пролес локализованных в малой области взаимодействия мощного фокусирован! лазерного излучения с конструкцией ч жидкости. Про "ме гом на исследований является возникающие при этом механические эфф -кты.

Отмечается роль выдающихся ученых, участвующих в создании и разы научного направления по исследованию динамического взанмодейсп кон трукций с различными средами: Дж.Стокса, Г.Гельмшльца, Ф.Нейм Н.Е.Жуковского, Е.П.Гроссмана, М.В.Келдыша, М.А.Лаврентьева, Л.И.Сед Г.С.Нариманова, Р.Ф.Ганиева, Б.И.Рабиновича, Г.Н.Микишева, В.И.Чело К.В.Фролова, В.В.Болотина, А.ГО.Ишлинского, К.С.Колесникова, И.Ф.Образн Э.И.Григолкжа, В.И.Феодосьева, Н.Н.Моисеева, А.С.Вольмира, А.Г.Горшк А.Н.Гузья, В.Д.Кубенко, Д.Е.Охоцнмского, Ш.У.Галиева, В.А.Светлиик М.А.Ильгамова, И.М.Рапопорта, И.А.Луковского, Л.В.Докуч; <Ф.Л.Черноусько, А.К.Перцева и др.

В последнее время в механике интенсивно развивается научное равление, связанное с исследованием взаимодействия концентрированных эков энергии лазерного излучения с конструкциями в виде деформируемых щых тел. Это направление привлекает внимание физиков, математиков и аников актуальностью, сложностью и многообразием явлений, присущих цессам взаимодействия КПЭ ЛИ с объектами различной физической природы, здяшихся в различной среде. В становлений и развитии да иного научного ризления важную роль сыграли труды Н.Г.Басова, А.М.Прохорова, .Фабриканта, Г.А.Аскарьянца, Н.Н.Рыкалнна, Дж.Рэди, А.Г.Григорянна, ..Чельного, Х.С.Багдасарова, А.К.Скворчевского, В.П.Вейко, М.Н.Лнбенсона, .Микаэляна, А.А.Углова, Л.Н.Гокора, И.В.Зуева, Б.М.Степанова, ХСтельмаха, А.Ф.Тимофеева, Г.А.Абильсинтова, В.М.Андряхина, Бакулнна, В А.Потопахина, A.A.Рассоха, А.А.Дергачева, А.И.Костоглотовз, оэми, Х.Хербриха и др.

Особенностью преложенных в настоящей работе подходов является то, резкие изменения параметров, характеризующие процесс взаимодействия Э ЛИ с ДЭКСС рассматриваются как процессы, протекающие в режимах с стрением. Это позволяет объяснить наличие множественных волновых ihtob, фазовых переходов, взаимосвязанность и взаимообусловленность текающнх процессов; при этом установлено, что эффект экранирования фного излучения плазменным облаком приводит к возникновению эколебаннй конструкций, Вследствие этого постановка задач о исследований анических аспектов эффекта гидролазерного обострения является достаточно жной проблемой и требует разработки специальных подходов к их решению.

Глача 1. Современное состояние проблемы исследования механических онессов, протекающих при воз.действии лазерного излучения на элементы конструкции и постановка задачи исследования

Дан краткий обзор со-ременного состояния исследований механических еннП, протекающих при взаимодействии концентрированных потоков энергии ерього излучения (КПЭ ЛИ) с деформируемыми элементами конструкций, [рикасающихся с различными средами (ДЭКСС)

На основании системного анализа существующих теоретических и периментальных методов исследования динамического взаимодействия (струкпий с жидкость;:) определено научное направление - исследование (анических процессов, возникающих при гидролазерном обострении в темах "конструкция - среда". При экспериментальных исследованиях :дпочтение отдается бесконтактным оптическим методам измерения совместно скоростной видеозаписью и компьютерной обработкой изображений.

Важной особенностью предлагаемых нами методов исследования является ченпе критических состояний системы «конструкции-среда» (взрывы,

разрушения, мгновенная потеря устойчивости, флаттер и т.д.), как резуль-динамических процессов, протекающих » режимах с обострением. В эт режимах: какой-нибудь параметр, характеризирующий состояние систем (например, температура или давление) за конечное время неограничен возрастает (этот эффект впервые был обнаружен академиком А.А.Самарских: чл.-корр. РАН С.П.Курдюмовым); одновременно происходит образован различных диссипативных Сфуктур и локализация возмущений, что мои привести к аварийным ситуациям.

На рис. 1.1 представлена классификация тех основных процессов, котор протекают при гидролазерном обострении, ''ак видно из приведенной схем эффект гидролазериого обострена, при котором происходит преобразован энергии лазерного излучения в "различные виды механических энергий (энерп ударной волны; энергию, вызывающую возникновение трещин и разрушен материалов конструкций; эчергию. поддерживающую автоколебания и волнов движения поверхности жидкости), представляет собой совокупность сложи физических, физико-химических и механических процессов. Предметом наш исследований являются механические процессы (выделены жирными рамами) также часть связанных с ними физических * процессов (образован диссипативных структур, кавитационное разрушение, пульсация плазмы).

Механические процессы, протекающие при гидролазерном обострении свою очередь, условно разделегы на две фазы: квазистатическую, при котор происходит нагревание материала с возникновением напряжении и перв трещин и динамическую, когда начинаются автоколебания, образование ударн волн, разрушения и др.

Почти все интересующие нас процессы протекают в динамической фа при которой возникают автоколебания, ударные волны, пульсации плазменнс облака, волновые эффекты на свобод.шй поверхности жидкости и друг сопутствующие динамические процессы; при этом наблюдаются переходы регулярной динамики к хаотической.

Конструкции могут подвергаться непрерывному, импульсному, частот! импульсному (несколькими импульсами подряд в пакете) воздействиям лазернс Излучения, приводящим в общем случае при каждом >м воздействии Появлению полсЯ температур Т:(сг, р,:,1), давлений ¡\{а,р ,1,1), к изменен толщины (а,/} ,1,1), теплофизическич ТФ,(а ()> упругих СДсг,/7,х, прочностных Л1 {а, р, г, /) параметров конструкций.

Структурное построение диссертации таково, что оно, по возможности, главам воспроизводит хронс логическую последовательность протекаюа реальных процессов.

1

ГИДРОЛАЗЕРНОЕ ОБОСТРЕНИЕ (ГЛО)

т

Физические процессы

Образ. 1 Испа- Плав-

днссн- 1 рение ление

патив. мате- мате-

струк- риала риала

тур

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

I фаза ГЛО-квззнстатическая

П фаза ГЛО -динамическая

Режи- Обра-

мы с зов.

обост- плаз-

рением мы

Ы-

Обряз. пузырьков

Образ. Пробой Тре- Возни- Разру-

кави- в среде щин о- кнове- шение

тации обра- ние конс-

... зова- напря- трук-

ние жении ций

г

Кавита- Плос- Трещи Разру- Разру-

ционное кие ны в шение шение в

разру- трещи- виде по центре

шение ны "пор" контуру лазерн.

л/п пятиа

Лазер-1 И? гиб-

пап 1 лые

удар- дефор-

ная мации

волна

Упрочнение материала

Сггато чныс напряжения

Автоколебания

Потеря устойчивости

Физико-химические процессы

Поверх, аолнов. эффекты

Г 1фур-

кацнн

Диффузия, абсорбция

Рис. 1.1. Классификация процессов, протекающих при гндролазерном обострении.

Глава 2. Исследование механизма и особенностей протекания процесса гидролазерного обострения при взаимодействии лазерного излучения с конструкцией, соприкасающейся с внешней средой

Как уже отмечалось, эф(Ьект гидролазерного обострения сопровождае разнообразными физическими и механическими явлениями. В зависимости конкретного сочетания компонентов протекающего процесса: типа лазерн излучения (его параметров, энергии, режимов генерации), используем материала конструкции, окружающей среди, геометрических и времеш параметров, при гндролазерном обострении возможна появления следую! механических эффектов: трещинообразоваиие и разрушение конструки автоколебания, возникновение ударных волн, пульсации плазменного обл; появление волновых движении и т.д. Каждый из перечисленных эффек является важной составной частью явления, как целого.

Экспериментальный стенд для исследоса;:;:я эффекта гйдрил<ысрм обострения показан на рис. 2.1, а его функциональная схема - на рис. 2.3 качестве источника энергии используется твердотельный лазер ЛТН -(позиция 1 - длина волны лазерного излучения 1.06 мкм, режим геиераци ыногомодовый), активным элементом которого является монокристалл аллю иттриевого фаната, легированного неоиидом. Лазер запускается и управляе источником питания и охлаждег.ля (2), управляемого компьютером (20). Лазер; излучение (27) проходит через СОК (система оптическая комбинированная -фокусируется системой линз 4 и направляется через левый люк, специал! сделанного для этой цели, на материал исслед/емой конструкции 5, коте« расположен в рабочем объеме (23; кюветы с жидкостью (более деталь: описание стенда см. пояснения к рис. 4.1).

Через СОК мы можем с высокий точностью регулировать положа фокальной плоскости относительно мишени. Следовательно, фокальное пя может занимать относительно поверхности мишени одно из трех положений: I поверхностью (рис. 2.2 - а), на поверхности (рис. 2.2 - б), внутри материала (р 2.2 - а). Соответственно возможны три раз; ичных механизма взаимодейств Рассмотрены они все по отдечыюсти.

При гндролазерном обострении часть световой энергии лазерн излучения через механизм лазерного микровзрыва преобразуется в механическ энергию. Такое преобразование может быть осуществлено при нали' переходного звена - рабочего тела, в качестве которого может служить 1 жидкость или смесь веществ. Самые интересные эффекты наблюдаются в слу жидкости, когда жидкая днссипативная среда сама выступает в р< положительной обратной связи между лазерным излучением и гвер, поверхностью.

Рис. 2.1. Экспериментальный стенд для исследования эффекта гидролазерного обострения и связанных с ним механических явлений.

рис. 2.2. Положения фокальной плоскости СОК (система оптическая комбинированная) относительно поверхности материала конструкции.

Рис. 2.3. Функциональная схеуа экспериментальной установки исследования: 1) процесса гидролазерного обострения; 2) вошикнове» распространения в среде и конструкции ударных волн 3) воздействия уда о волн на тонкостенные конструкции, расположенные в жидкости.

Математически такие явления изучаются теорией нелинейных иоционных уравнений. Последние годы исследования кеогрзничеЛЬых ений (так называемых режимов с обострением, т.е. режимов, где за конечный межуток времени некоторые параметры F,lr,t) резко изменяют свою величину гремятся к бесконечное!и F,{r,например: температура, плотность или тение; в наших задачах за такое изменение принято изменение на три порядка) «мают особое место в этой теории.'

Рассматривается автомодельная задача, где зависимости всех величин от мени имеют степенной вид. В этом случае режим с обострением для оторои функции от времени дается выражением •

= В„, {t, -/)"'.

сь я„, - const, w, < о, t < I, и I t, < +00 - момент обострения (рис. 2.4).

Считается, что в задаче имеет место локализация возмущений (если, рнмер, (f{t,x) • температура среды), если найдется такая постоянная L < оо, что U(t,x)<,H = const <00, x>L, ¡„itstf.

Минимально возможную величину L называют глубиной локализации - L'.

Процессы с обострением могут протекать в 3-х режимах: .V - режим - когда решение неограниченно возрастает в области конечных размеров (/.* > о), .

LS -режим - решение обращается в бесконечность лишь в одной точке (I' = 0), HS -режим - решение обращается в бесконечность для всей среды. В этом случае говоря:, что локализация отсутствует.

Для возникновения так называемых диссипативных структур -эрядоч»*нных образований с характерными пространственно-временными рмами, система необходимо должна быть открытой, а ее математическая дель - нелинейной. Энергия .три этом должна поступать извне. Энергия ^образуется и рассеивается в результате диссипативных процессов, роль горых оказывается решающей.

В качестве математической модели для изучения диссипативных структур «имов с обострением, которые образуются в диссипативной активной ишейной среде, выбирается квазилинейное уравнение теплопроводности

U, =<iiv[K{U)gradU] + Q(U) , г: Ui о - температура среды; К{и) 2 О нелинейный коэффициент тлопроводности, Q(U) > о - нелинейный источник тепла - лазерное излучение, »ъектом исследования является решение задачи Коши длг вышеприведенного авнения при различных типах пары коэффициентов {*(</);(?((/)}. В качестве кой пары выберем степенные функции

K(U) = kJJ\ (?(//) = ?ef/\ *„,?„ ,<г>0, Р>\.

В зависимости от соотношений нелинейных характеристик с{ возможны три режима протекания процессов

Вариант 1, 1</?<<т+1. В этом режиме в рассматриваемой сне возможен волновой /#> -режим с обострением. Волновой режим разв: начального возмущения возмс-жен при \<р<а+\. Это неравенство, г] говоря, означает, что с ростом температуры диффузия тепла происходит б интенсивно, чем нагрев среды. В этом случае за конечное время (по 1 приближения к моменту обострения) эта волна нагревает все пространств! температуры, стремящейся к бесконечности (рис. 2.5).

Ьарнант 2. При р = а +1 интенсивность гагрева и диффузии тепла уравнииаются, что приводит и парадоксальному эффекту: нагрев среды «бесконечной» температуры за ограниченный промежуток времени происх! на так называемой фундаментальной длине I., .'-Несмотря на наличие диффу тепло не распространяется в холодное пространство за пределы фундаментшн длины. Имеет мест' эффект локализации области интенсивного нагпепа К того, образуется нестационарная диссипативная структура, распредел. температуры в которой не зависит от начального возмущения. От началь; возмущения зависит лишь время существования структуры. Эго так называе »V -режим (рис. 2.6).

Вариант 3, о-М</3<о + 3 При более интенсивной работе источник; сравнению с диффузией тепла в среде образуется конечное число дисснпатш структур -режима с обостренней. Решение вновь растет в режим обострением, оставаясь локализованным; однако, *^го полуширина сокращаете Одним из замечательных свойств диссипативной сильно нелинейной с( является то, что существуют законы, по которым простейшие структуры м быгь объединены в более сложные. Э.о еще одно подтверждение того, сложная система, как целая, может существовать только потому, что е>' ч объединены сотнями положительных и отрицательных обратных св) Критерием сохранения сложной структуры, ее "жизнеспособность" обьеднн частей в целое в такой среде учляегся синхронизация процессов нагре! диффузия тепла. При нарушении этой синхронизации наступает быс превращение сл.жной структуры в простую.

На рис. 2.7 показана схема качественных соответствий протек различных механических процессов с режимами гидролазерного обострения.

Следует отметить, что особенностью режимов с обострение» сопровождающих их явлений локализации и образования дисснпатш структур является то, что они имеют характер промежуточных асимпюшк.

Из анализа структур /Л режима С обострением следует, что проц вблизи центра структур в определенном смысле характерны для их сосгони прошлом, а процессы на периферии связаны с будущим. В //.V режш обострением места пространственного проявления прошлого и о>д>I меняются. Парадоксальным принципом построения днссипагивны.ч оруктур

и

А*!,

б «= 2

м -

V*'

40 >

10

Рнс. 1.4. Решение растет в ме с обострением ■ (при 1чных начальных данных): в :ом случае за конечный »жуток времени решение раниченно возрастает.

Рис. 2.5. Пример динамического процесса, протекающего в /Л? режиме с обострением. В дисснпативной среде возникают волны, амплитуда которых неограниченно растет при

а

Сг

Чо" у

/

&=1/ (1 ¿/С-Х ....«• —

и

м

90

12

21

36 г.

Рис. 2.6. Пример динамического процесса, развивающегося в 5 - режиме утреннем а - формирование локализованной дисснпативной структуры; б ¡авнсимое развитие двух локализованных структур; в - рост структуры с шальным временем обострения; остальртя часть профиля практически ирает".

П.— о n г*.

анного пша является связь прошлого и будущего в пространственной ктуре, существующей в настоящем. При таком подходе среда, как целое, :ржит в своих материальных характеристиках в не .проявленной, ¡нциальной форме все типы структур, которые могут в ней возникнуть и 1Йчиво или метастабильно существовать, как асимптотики или своеобразные 1и" своего эволюционного развития.

Глава 3. Возникновение и прострянственио-вреу мшое развитие втоколебательиых процсссоп, протекающих при воздействии лазерного излучении на элементы конструкций

В этой главе показывается, что при гидролазерном обострении возникают жолеРания температурного поля поверхности материала конструкции и тности лазерной плазмы вблизи поверхности; при этом, в определенном пазоне плотности мощности лазерного излучения, наблюд 1ется автоколебания струкций - они зафиксированы для механических параметров (напряжений, юр.маций, прогибов) конструкций. Приведены формулы для частоты и шитуды автоколебаний и проведено сравнение расчетных и неримен^альных дгнных. Наряду с распространением возмущений по всей ¡струкции, иногда наблюдаются эффективные локализации возмущений в 1астн воздействия 1Л1Э ЛИ с ДЭКСС, что объясняется про-.гкаиием процессов азличпых режимах с обострением.

Физический механизм возникновения автоколебаний конструкций ¡дставляется следующим образом. Для ка^аой фиксированной величины КПЭ з.1 счет эффекта экранирования лазерного луча паром испаряющегося иестпа стационарное значение температуры Тс меньше максимально ложного значения температуры Ты в отсутствие экранировки. Пусть за счет укгуации КПЭ ЛИ температура в пятне лазерного луча возросла. Тогдр за счет хииатпвных процессов теплоотвода температура поверхности материала будег )емитсп к стационарному значению Тс. Так как температура поверхности ¡росла, то увеличится испарение вещества с поверхности. Изменение плотности юного облака определяется конкуренцией двух процессов: скоростью шплепня пара в облаке за счет испарення вещества с поверхности и скоростью ;сасывания облака за счет оттока пара на периферию. Пусть стохастическая пьсаиня парового облака такова, что за время существования положительного гличения температуры поверхности плотность парового облака станет меньше щионарного значения р., что уменьшит эффект экранирования лазерного луча ром, что, м свою очередь, приведет к прпращению температуры пятна, т..., '•¡попарное состояние опять станет неустойчивым и т.д. Амплитуда збуждающихся колебаний ограничена: значение температуры не может быть льше 7"„.

Рис. 3.1. Общая схема возникновения автоколебательных процессов при воздействиях КПЭ ЛИ на ДЭКСС.

Автоколебательная система "лазерный луч - плазма - материал друкцни" (рис. 3.1) включает следующие элементы: источник энерши -рный луч; клапан - рассеяние лазерного луча на плазменном облаке; :бательную систему - колебания элементов конструкции за счет ¡хсгционных процессов в кинетике плотности плазменного облака и :ипативных процессов отвода теплоты т зоны воздействия; обратную связь -1симость интенсивности испарения материала конструкции от температуры 'рхности.

В данной главе на основании анализа уравнений движения оболочек, вергавшихся лазерным воздействиям, показывается, что возникающие при I колебательные движения конструкций носят автоколебательный характер.

Для изучения динамического поведения ДЭКСС при воздействиях КПЭ ЛИ честр,; неизвестной функции выбирается вектор с восьмью неизвестными:

- компоненты тензора напряжении; - компоненты вектора ¡метений; с/, - компонент вектора теплового потока лазерного излучения; Т -пература конструкции. Эти уравнения можно представить в векторной форме:

+ /.,[с,(4 ¿(а, /)]+/., (а,/Э, г,/),

М1> М]. М). М-] - векторы, характеризующие соответственно линейные, шейные, инерционные члены, поля температур и давлений, действующих на :трукг?ию; коэффициенты С'| +С4 определяются геометрическими и физико-ш.ическими параметрами конструкций и жидкости.

Из указанных выражений получены уравнения автоколебаний в форме «нения Ван-дер-Поля, например, для перемещений и:

и-р(1-ан: );/ку 'и = 0 .

Таким образом, аналитическим путем показано выполнение условия I точности для существования автоколебаний перемещений (и жетственно, напряжений и деформаций) оболочек при воздействиях КПЭ ЛИ д'ЖСС В следующей главе приводятся некоторые экспериметазьные льтаты по исследованию автоколебаний различных типов оболочек при ■рнмх воздействиях в различных режимах и на различные области оболочек.

Глгва 4. Экспериментальные исследования автоколебаний оболочек, возникающих при воздействии лазерного излучения

В данной главе представлены результаты экспериментальных исследований жолебательных процессов, протекающих при воздействиях непрерывных ь ульсных концентрированных потоков энергии лазерного излучения (КПЭ ЛИ) деформируемые элементы конструкций, соприкасающихся со средой

(ДЭКСС). Целью представленных экспериментальных исследований являь разработка методики, проведение испытаний различных элементов конструь при воздействии непрерывных и импульсных концентрированных пот( энергии лазерного излучения, позволяющих выявить основные особени автоколебательного поведен.1я конструкций, сочетание параме предварительного статического нагружения и КПЭ ЛИ, при которых пронсх! разрушение конструкции.

Кроме того, результаты испытаний конструкций при действии КПЭ совместно с результатами экспериментальных 'исследований различ элементов конструкций (гладких, с упругим заполнителем, с повреждения нагруженных внутренним стгтическнм давлением, при действии внеш импульсного давления, позволяют подтвердить или опровергнуть достоверл полученных другими авторами результате численного исследов; конструцни при воздействии концентрированных потоков энергии.

Экспериментальное исследован!!« проводится на лабораторном стенде' 4.1), состоящем из: источника лазерного излучения; испытуемых элеме конструкций; системы нагружения элементов „ конструкций; снст обеспечивающей вращение элементов конструкций с заданной скорость! системы измерения параметров, характеризующих поведение элеме конструкций при воздействии КПЭ ЛИ.

Система нагружения элементов конструкций обеспечниает пагруж исследуемой обе почки (5) воздействием концентрированных потоков энерни генерируемых лазером 1 (рис. 4.1), направляемых через систему оптич& комбинированную (3) (СОК-1) и системой фокусирующих линз (4) в раб объем (23), где в качестве окружающей среды имеется, в зависимости от н эксперимента, жидкость, газ или вакуум. Чгобы обеспечить воздействие КГГ на разные области оболочек, исполнительный (I) и юстировочный (19) ла: СОК-1 (3), видеокамера (18) и система линз (4) объединены в единый (показан п) потерной рамой), который вращается с помощью привода управляемого компьютером (20). Температура поверхности констру контролируется микропнрометрол! (21), и термотензорезнсторами (9 зависимости от температуры поверхности конструкции (простое нагрев достижение температуры кипения или плавления и т.д.), сигнал через С предварительной обработки и усиления (26) и (10) поступает в компьютер регулируется плотность мощности лазерного излучения (I) через блок управ.1 (2). Система нагружения включает также и систему наддува обо; внутренним давлением и включает емкость для жидкости (или газа) (15), I (14), вентили, манометр (датчик давления) (16), трубопровод герметизирующие заглушки (6, 7). При нагруженни оболочки с помощью сж газа в системе нагружения используются баллон сжатого газа и заполн. ¿¡сплошной металлический цилиндр), вставляемый во внутреннюю полость

Рис. 4.1. Функциональная схема экспериментальной установки для ледования автоколебательных процессов, протекающих при гидролазерном стренин - во время воздействия КПЗ ЛИ с ДЭКСС.

оболочки с целью уменьшения в ней объема газа, способного при ее разрушь повредить аппаратуру.

Система вращения, управляемого компьютером (20), обеспечи возможность плавного изменения угловой скорости исследуемых элеме1 конструкций в диапазоне п - 'О г 5 об/с и состоит из электродвигателя I редуктора (12) с плавно изменяющимся передаточным числом, ведущего 1 (11), основания (8) для установки элементов конструкций.

Система измерения, состоящая из датчика давл ния (16), тел^внзион камер (!8), установленных для наблюдения по разным'плоскостям на СОК-1 ( на сканирующем микроскопе (21), микропиромегра (21) с блоком пита термогензодатчиков (9), наклеенных >'а оболочке и связанных через апиара регистрации быстроирогекаюших процессов (АРБП) (10) с компьютером | позволяет проводить визуальное наблюдение за протеканием лроц гидрола^.ерного обо трения при воздействии КПЭ ЛИ на ДЭКСС. Сист измерения включает также наблюдение образования и измерение параме: пульсации лазерной плазмы (25), измерять температуру» в заданных то1 конструкции и плазмы от начала процесса воздейсш.з до разрушения элеме) конструкций и зарегистрировать деформации в разных точках конструкции, измерения прогиба в центральной точке оболочки (на месте воздействия используется котировочный гелий-неоновый лазер (19), который до на1 эксперимента применяется для точного определения будущего место воздеГнг мощного ЛИ, а в процессе воздействия - по отраженному л зафиксированному видеокамерой (18), измеряется прогиб оболочки в дан точке.

Эксперименты проводятся в массивной кубической кювете (28), имею для наблюдения и разных технологических операций множество специаль люков, и съемную крышку (29), где расположены элементы крешп конструкции, а также предохранительный клапан (22) для исключения аварий ситуации.

Используемые системы измерений позволяют определит! распределе деформаций оболочки как при раздельном статическом ч импульс иагружении, т?к и при совместном воздействии статических и импульс нагрузок, причем в этом случте измерение деформации осуществляется от на1 ста ического нагружекня до окончания автоколебаний, вызванных воздейсти КПЭ ЛИ.

При этом, если при воздействии КПЭ ЛИ "отзываются" только централь датчики, а периферийные - «юлчаг», это означает, что происходит локализ; возмущений на определенной фундаментальной длине, и процесс взаимодейс протекает в ¿Л' или ^'-режимах с обострением, а если деформации регистрир все датчики - деформирована вся оболочка, то процесс протекает в //Л'-режи «обострением (без локализации возмущений). Эксперименты показывают, наблюдаются как те, так и другие процессы, взаимодействия, причем перехо

цюго вида к другому происходит при весьма маленьких приращениях мощности зерного излучения.

Наиболее характерным« при воздействиях КПЗ ЛИ на ДЭКСС являются а вида повреждения конструкций - сосредоточенное, сопровождающееся зникновенн'.'м отверстия канала пробоя диаметром около 1 мм, и спределенное повреждение по всей области воздействия, выражающееся в 1еньшенни упругих и прочностных свойств материала. Экспериментальные следования показывают, что образование названных повреждений происходит в ченне времени, равном единицам микросекунд. Таким образом, воздействие »центрированных потоков энергии лазерного излучения приводит к щульсному образованию отверстия малого диаметра или к уменьшению по всей ласти воздействия упругих н прочностных свойств материала.

Для практики важным является выявление особенностей напряженно-формированного состояния оболочечных конструкций при действии импульсов влення на различные облает поверхности обьекта, т.е. вида о; (а, р.,) = <„/,(а)/,(/?)/,(/); а,'„ - максимальное давление в импульсе, /¡, /¡, ]\ — заданные функции, бактеризующие законы изменения давления в меридиональном а, окружном ¡3 ■равлениях и во времени I соответственно, которые имеют следующий вид:

( х (I, 0$айДа, ^"Но. а >Аа '

с05д

0. Щ>%

1, / -¿А I,

О, о А! (¿/ = ЮЛ) I - размер области воздействия КПЗ ЛИ в меридиональном направлении.

На рис. 4.2 • 4 5 приведено изменение во времени напряжений о,',а,' в шндрических оболочках, при действии импульсов давления на различные 1ас1ям поверхности оболочки, которые характеризуются следующими чениямн размеров области воздействия:

Аа I I \

твенлвенно. При этом кривые I характеризуют напряжение о. в точке с рдипагами а - 0. р = О (на жестко закрепленном краю), кривые 2 - о} при 0 5. р - о (в середине оболочки), кривые 3 - при а = О, р = 0, кривые 4 -при а - 0 5, () - 0

1'ассмотрсно влияние импульсного изменения упругих характеристик п астн воздействия концентрированных потоков энергии на напряженно-юрмнрованное состояние цилиндрических оболочек. Края оболочки являются

Ф)

V*

"V

г

'о

" 4

£

г>

ЭЕ

X

"2 4

£ 2

71

0,6 1.3 1.8 ,, |0-'с

0,6 1.2 1,8 »,10*'с

г*ис. 4.2, 4.3. Изменение во времени напряжений о.,а) цилиндрических оболочках при действии импульсов давления на различи области поверхности: Аа = Аа(1=\, 1/2 .

-а

Л 2

-2

г

л. —<£ 2 Г

л-

1

2 4

.-а о

-2

4 ,1

ч_ [л4 > У V X V/

Л/ \/ \

—V—

>

/

0.6 1.2 1.8 г, 10'с

0.6 1,2 1,8 /, |0"'с

Рис. 4.4, 4.5. Измеьение во времени напряжений а *, о', цилиндрических оболочках при действии импульсов давления на различ! области поверхности: Аа-АаЦ- 1/6,1/20

естко закрепленными. При исследовании предполагается, что в области «действия КПЭ ЛИ происходит мгновенное уменьшение упругих характеристик „ = {£„, Е^.Е^.Е.,, материала оболочек на величину ДЁ. Измененные 1ракгеристики определяются зависимостью

Ца,р. г, ,) = [£-ЛЕШ] /,(«) Л (/») /Л*), 1е функции /,(а )./,(#), /„(г) имеют вид

/,(а)=1, 0<.а<.1\

йоър, \р\<-*/2-

о.

1,

0, 1>Л/ (л/ = 10"4с)' На рис. 4.6 приведены зависимости от времени напряжений а 'т(а =0, р = и а, (а = 0,5, /3=0) для однослойной оболочки из органопластика, при этом ¡нвые 1 - 3 и 4 - 6 характеризуют напряжения а и а}, при следующих учениях упругих параметров: Е - (0,9, 0,8, 0,7)/;О- Важной особенностью виснмостей аа'п является практически мгновенное скачкообразное «сньшение растягивающих напряжений от начального значения о} = 4,910" 'м2, определяемого действием на неповрежденную оболочку внутреннего этического давления, до с, = (4,45, 3,9, 3,5 5 )ч 10* Н/м2 , и уменьшение кимающнх напряжений от а, = -3,5510' Н/м3 до а'„ - -(3,18, 2,8, 2,52)х108 Н/м2 >и мгновенном уменьшении упругих характеристик материала в области гздейсгвия до величин Е = (0,9, 0,8, 0,7)/;',). Пссле окончания импульсного гздействня в оболочке происходят колебания параметров напряженно-формированного состояния относительно положения равновесия оболочки с фугнмн параметрами Ё(а,р,:), определяемого дейсгвнем внутреннего этического давления.

В определенных случаях воздействие лазерного излучения сопровождается крушением тонкого поверхностного слоя, т.е. импульсным уменьшением шииты конструкций в облас'ги воздействия, которое описывается выражением |да

h-âhfUl /U) =

'///,, tzAt,, 1, t>At, Al, =10 'с' На рис. 4.7 показано изменение во времени напряжений а • (а - 0, р = 0) <ij (« - 0,5, р - 0) для оболочки из органопластика; здесь кривые 1, 2 и 3, 4 феделякуг напряжения а ^ и а, при значениях толщин оболочки h = (0,9, 0,8yi() »ответственно. При импульсном изменении толщины после окончания

возлейсзвия происходит увеличение растягивающих а, и сжимающих а напряжений, вызванных внутренним статическим давлением, до сво! максимальных значений, затем происходят колебания оболочки относителы положения равновесия, соэтветствуюшего оболочке с переменной толщиной

нагруженной внутренним давлением. После окончания воздействия харает изменения во времени напряжений а а^ является близкими как п импульсном изменении упругих свойств материала, так и при имгтульок изменении толщины оболочки.

Как отмечалось выше, действие на оболочки концентрированных поток энергии лазерного излучения приводят к образованию областей с повреждения! (уменьшение толщины, снижение упругих и прочностных свойств). Э повреждения существенным образом влияют на характер напряжет деформированного состояния оболочек.

Приведенный выше результаты экспериментальных исследований получи на модельных конструкциях оболочек, выполненных из таких же материалов, к и реальные конструкций (корпуса, перекрытия и т.д.). Однако размеры модел существенно меньше, чем у реальных конструкций. В инженерной практике оче важным является решение вопроса о возможности использования результат экспериментальных исследований, полученных на моделях, для элемст натурных конструкций. С использованием методов анализа размерност получено решение этой задачи.

Г Г,„„„ с и„„„„....„ „„,„.,...„....„ „,.„

. ..«О» . .........»Ч1Г|.1ГЦ«ЧП "•"■•-Г

конструкции при воздействии лазерного «плучення

В данной .лаве представлены результаты экспериментальных исследова! по трешннообразованию и разрушению конструкций. Исследуются I прозрачные, так и негрозрачные конструкций. С помощью высокоскоросп видеосъемки устанавливаются особенности возникновения и развития трещш также устанавливаются статистические закономерности образования трещин I гидролазерном обострении.

Важность построения полной физической картины воздействия лазерж излучения на конструкцию и адекватного отражения происходят теплофизических и термомеханических процессов наггядно иллюстрируе следующими цифрами, определяющими энергозатраты на разруше! алюминиевой пластины толщиной 2 мм:

- тепловой механизм разрушения ~ 109 Дж/м2;

- разрушение ь т»рмоупр) гих волнах растяжения-сжатия - 10* Дж/м2;

- разрушение при термоупругих изгибных деформациях ~ 10Г' Дж/м2.

Подобная картина имеет место и для деструкгнрующих композициош

материалов (при тепловом механизме удельная теплота разпушения -18 КДж/г,

<з\,з\). ю' Н/м1

-1

5 ~'6 А («г 6 4 -4 ,.о.). 10" Г7Т" н/м

А ГЪ 4 А

1 ■ V

Х-- 2 3

.1 т -г2

Рис. 4.6. Изменение во времени напряжений а *. (а = 0, р = 0) и а; (а = 5, ^ = 0) для оболочки; кривые 1 - 3 и 4 - 6 характеризуют напряжения а \ и I при следующих значениях упругих параметров: Е = (0,9, 0,8, 0,7) А о, ответственно.

Рис. 4.7 Изменение во времени напряжений а ; (а = 0, р = 0) и (а « '» У =-.0) дня оболочки; кривые I, 2 и 3, 4 определят напряжения а ; н а; н значениях толщин оболочки А => (0,9, 0,8)/|0, соответственно. 0

при откольном механизме разрушения она снижается до 1,2 КДж/г).

Приведенные примеры показывают, что отсутствие должного аналн физической, механической и тепловой картины воздействия и, как следств» формирование упрощенной модели Бездействия КПЭ ЛИ на ДЭКСС, неадекват описывающей протекающие при этом процессы, может привести к ошибкам несколько порядков.

Механические отклики элемента конструкции на высокоинтенсивн воздействия лазерного воздействия разделяются на волновые (малое характер» время) процессы и изгибные (большое характерное время). Эти отклики moi быть вызваны как механическим действием (импульс давления плазмы), та» термоупругими эффектами. Возможны следующие типы механических огкли» элемента конструкции на воздействие высокоиитенсивных потоков энерг лазерного излучения, типы достижения предела несущей способности разрушения:

- термоупругие изгибные деформации;

- потеря устойчивости под действием термоупругих напряжений;

- изгибные деформации псд действием давления плазмы;

- разрушение в термоупругих волнах напряжений растяжения-сжатия;

- разрушение в волнах напряжений от действия давления плазмы.

Указанные типы достижения предела несущей способности и разруше

материала конструкции для различных условий нагружали я могут реализоват как отдельно, так и в комплексе. Определение зон их возможной рсапнза! производилось исходя из анализа нагружения прямоугольной шарнирно-опер пластины. Проведеклые эксперименты позволяют определить границы достижения предела несущей способности элементом конструкции.

Результаты в виде номограмм в координатах дпителык импульса/плотность лазерного излучения получены для различных парамет воздействия и ус; овин окружающей среды. Пример такой иомограм построенной для элемента конструкции из алюминиевого сплава, представле рис. 5.1. На рассматриваемом рисунке приняты следующие обозначения: граница плавления, 2 - граница испарения, 3 - граница, выше которой отсутст глубинный прогрев материала, 4 - граница пробоя п жидкости, j - область по устойчивости, 6, 7 - области достижения предела несущей способности термоупругом изгибе и изгибе от действия давления плазмы, соответственно, - о ô ласти возможного образования отколов в материале от дейс термоупругих волн напряжений и волн напряжений oî давления пла соответственно.

Полученные номограммы позволяют производить первотчальный ai характера нагружения и механических откликов элемента конструкции, что возможность ^ opMyj.nposaTb расчетные модели, адекватно описыван совокупность реализующихся при высокоинтенсивных воздействиях лазер излучения теплофизических и механических процессов. Кроме того, на ochoi

Рис.5.1. Области реализации различных механизмов разрушения ДЭКСС при действиях КПЭ ЛИ.

Рис. 5.2. Границы достижения материалом конструкции предела несущей »собностн по механизму образования пластического шарнира по контуру ерного пятна (I); в центре лазерного пятна (2); отсутствие шарнира (3).

•-6

Время, 10 с «к.

Рис. 5 3. Зависимость параметров разрушения от времени: а - рост одной цины (в воздухе); о - рост одной трещины (в жидкости); в - интегральные нсгеристикн разрушения.

анализа могут быть сделаны следующие выводы:

- для коротких импульсов (г, < 10 7 с) высокой плотности потока излучени (/ > 10* Вт/см1) будут реализовываться отколы в волнах растяжения-сжатия п толшинг элемента конструкции,

- для длинных импульсов (г,, > 10"7 с) умеренной плотности поток излучения (/ <10* Вт/см2) возможно достижение элементом конструкции предел несущей способности при нзгнбном деформировании.

Критерием достижения конструкцией предела несущей спосо'ност является образование пластического шарнира. Установлено, что вгзможн реапчзация двух характерных типов достижения предела несущей способности:

- образование пластического шарнира по контуру облучаемого лазерног пятна при высокой плотности потока излучения;

- образование пластического шарнира в центральной части облучаемог пятна при умеренной плотности потока излучения.

Количественное сравнение результатов наших экспериментов с теорис представлено на рис. 5.2, где приняты обозначения: Р„/Р' - отношение давлеш предварительного наддува оболочки к предельному давлению наддуга, </ плотность потока поглощенной энергии. ' Цифрами 1,2,3 соответствен! обозначено: образование пластического шарнира по контуру лазерного пяти образование пластического шарнира в центре пятна, отсутствие пластическ! шарниров; индексами а, Ъ -соответственно обозначены результаты расчета экспериментальные данные. Расчетная граница достижения предела 1гсуи< способности обозначена сплошной кривой, экспериментальная - пунктирной.

Из приведенных данных видио, что экспериментальные и расчет ш результаты совпадают с точностью до 10%. Проведены исследования ря. пр; :<тическн важных задач в широком диапазоне плотностей потока энерп лазерного излучения, длительностей импульса и параметроз оболочки, п] наличии и отсутствии плавления и плазменного образования.

По кадрам скоростной киносъемки проводилось определение скорое роста отдельных трещин. Измерение кинетики роста трещин показало, что вре роста, одной трещины составляет до (100+150} Ю"6 сек, т. е. не более 10+15 % времени действия импульса.

Образование и рост отдельных трещин происходят в разные перио действия импульса лазера. Скорость роста трещины и течение первых 5010-6 с составляет 10+15 м/сек, после чего рост трещины замедляется и дальнейший р( ее размеров идет со скоростью 3 м/сек. Типичная кривая роста трещины в случ когда пластина находится в воздухе, приведена на рис. 5.3 а. Из анализа карт процесса следует, что позднее образовавшиеся трещины экранируют тлещш 'расположенные дальше от источника лазерного излучения, и приводят прекращению их роста.

Из анализа изображений скоростной видеозаписи следует нескол1 важных выводов. С точностью до разрешения, дьааемого оптической систем;)]

ульсней плеши, можно утверждать, что трещина имеет минимальные размеры соло 0,03 мм^ и приобретет их сразу после образования.

Скорости скачков в случае, когда пластина находится в жидкости, (рис. 5.3 из-за днсснлатнвных процессов велики н достаточно стабильны - 150+180 :ек. Основная часть длины трещины возникает за счет скачкоз н лишь значительная - за счет постепенного ее роста. В ряде случаев трещины имеют пнообраэную поверхность, которая указывает на то, что они распространяются очками. Такая волнообразная поверхность разрушения указывает на гоколебателышй характер разрушения. По кадрам г орестной видеосъемки ла измерена длина области разрушения, т. е., расстояние между крайними у.цинамн. Результаты таких измерений приведены на рис. 5.3в.

Из графика видно, что размеры области разрушения быстро растут в генне 50-10"6 сек. Скорость роста области разрушения в этом интервале :гавляет в среднем 100 м/сек. После этого область разрушения еще около З Ю"0 сек растет со сравнительно небольшой скоростью 20 м/сек. Отметим, что явление видимых первых трещин происходит с некоторой задержкой после шоваиня изменений в месте появления трещины, что видно на цветной ;ике. Величина задержки имеет порядок 10-10-6 сек.

По кадрам скоростной видеосъемки была также измерена площадь всех :щин, видимых с увеличением в 10 раз на каждом кадре пленки. Результат прений приведены на рис. 5.3 в. Из графика видно, что площадь растет шорционально времени действия лазерного луча и скорость роста площади ша примерно 0.1 м^сек. При этом в начале действия лазера площадь растет за гт образования новых трещин, тогда как в конце - в основном за счет 1ьнейшего роста старых трещин. Последнее хорошо видно из того же графика, ! показано общее количество образовавшихся трещин во времени.

Было установлено, что рост трещины сначала идет быстро, а затем 1сдляются по мере экранирования ее другими трещинами. Обнаружен также чкообразиый рост трещин, причем скорости скачков на порядок больше рости роста трещин в том же интервале. Общая площадь разрушения растет /еГню со временем, причем в начале процесса в основном за счет увеличения :ла трещин, а в конце - за счет дальнейшего роста образовавшихся трещин.

Часто технологическое оборудование н несущие конструкции в процессе нлуатацни подвергаются интенсивному облучению мощными потоками ргии лазерного излучения. В таких случаях для их защиты применяют личные композиционные теплозащитные покрытия, что обуславливает Сходимость детального исследования их поведения в условиях воздействия ененвных потоков энергии. Характер и особенности нх разрушения оделяются, с одной стороны, химическим составом0 и структурой шровання, а с другой -- параметрами воздействующего излучения.

Исследовались двухслойные теплозащитные покрытия двух типов, есенные на прямоугольную пластину из алюминиевого сплава с размерами

сторои 0,12x0,12м толщиной 2-Ю1 м, которая имитировала стснку защищаем конструкции. Верхний слой теплозащитного покрытия представлял соС угольный трикотаж, пропитанный кремнийсодержащим связующим (покрьп №1: плотность /> = 1,4-10э кг/м3, теплоемкость с = 1,38-103 Дж/кг-К, коэффицш теплопроводности Л =0,33 Вт/мК), или углеродосодержащий композиционн материал (покрытие №2: ¿>"1,ЗЮ3 кг/м3, с=1,05-103 Дж/кг-К, Я =0,7 Вт/мК) качестве второго (нижнего) слоя покрытая в обоих случаях использова синтетический каучук со стеклянными микросферам« (р =0,7-10"1 кг/м\ с- 1,6-Дж/кг-К, Л=0,14 Вт/м К). Общая толщина двухслойного покрытия сос<ав."яла мм. Режим лазерного воздействия — импульсно-периодический, длина во; излучения 1,06 мкм, частота следования импульсов 33 Гц, число импульсо пучке 50-60. Общая длительность воздействия г, * 1,6 с, длительность импул гк « 3 мс. Полная энергия излучения Е на поверхности образца, измерения помощью тетового ппс эбпязовятеля энергии ТПИ-2М, составляет 30-40 кДж.

Исследовати показали, что максимальный прирост температуры ме: слоями покрытия достигается через 30-40 с и составляет около 35 и 20°С покрытия №1 и №2 соответственно. Температура пластины из алюмшшег сплава при этом не изменялась, что говорит о высоких теплоизолирую! свойствах исследуемых теплозащитных покрытий.

На основе метода многофакгорного регрессионного анализа изуч основные факторы, влияющие на геометрические размеры возникающих гидролазерном обострении трещин. Получены исходное уравнение для рад1 трещины г. Зависимость г от основных параметров в общем случае мо выразить функцией нескольких переменных:

г = /(1Г, г

где IV- энергия импульса лазерного излучения; г - продолжительность и мну; Р- фокусное расстояние линзы; Е- модуль упругости конструкции.

Можно оценить влияние каждого из приведенных параметров, зад определенные фиксированные значения трем остальным. Полу эмпирические уравнения для радиуса и длины трещины;

г = (1-е '"){[(^£; + Л,) т1 +(*,Е4/>г)г + *,£ + Ь,]и' .+ + т 2 + (к;Е + Ь,)г + кйЕ + Ь6 }

где *^,ААА«ААААА)ААА - коэффициенты, учитывая конструктивно-технологические параметры установки.

Глава 6. Некоторые дополнительные экспериментально наблюдаемы механические процессы, протекающие при воздействии лазерного излучения на элементы конструкций

В предыдущей главе изучались процессы разрушения конструкций гидролазерном обострении. Почти одновременно происходят и ряд д|

ересных механических эффектов в системе «конструкция-среда», например, никновение ударных волн. Эти процессы являются взаимосвязанными и имообусловленными. Так, например, от энергетических характеристик гриого излучения и физико-механических характериетик материала струкции зависят возникновение ударных волн. При фокусировке коротких (3-нсек) и интенсивных (>10" Вт/м2) лазерных импульсов на конструкцию ерхностный слой мгновенно испаряется (явление абляции) и превращается в ерхностную плазму с высокими температурой (около 10000 К) и давления па), которая и излучает ударную волну при расширении. Они прострашнотся как в среде, так и в материале (рис. 61). В свою очередь, рные волны способны существенно улучшить механические характеристики ериала, например, усталостную прочность, или залечивать уже существующие тины; они также способны в приповерхностной области генерировать чительные сжимающие остаточные напряжения.

На рис. 6.2 схематически показан принцип возникновения сжимающих сточных напряжении, состоящий из двух шагов: 1) во время взаимодействия .рного излучения на конструкцию формируется импульс давления от быстро ширяющейся плазмы, создающий одноосное сжатие вдоль распространения рной волны и растягивающие напряжения в плоскости, параллельной ерхности материала; 2) прилегающие зоны реагируют на изменение объема танием поля сжимающих напряжений внутри области воздействия. На рис. 6.3 азаны изменения остаточных напряжений по глубине материала, созданных ¿стиым дробеструйным методом и лазерной ударной волной. Как видно, беструниая обработка генерирует больше сжимающих остаточных ряжений, чем лазерная ударная волна лишь на глубине 0.1 мм. от ерхности. Однако, лазерная ударная волна влияет на более глубокие слои ериала, чем дробеструйная обработка, и создает значительные сжимающие ночные напряжения.

Рассмотрим распространение ударной волны в среде. Для этого исследуем 1модействие ударной волны на тонкостенную конструкцию, расположенную поверхностью мишени. Для исследовании выбрана наиболее простая схема: м»угольная пластина защемлена по двум краям (см. рис. 2.3, здесь 7 -педуемая пластина). *

На рис. 6.4 показано: давление в ударной волне - 1, давление в центре пины - 2. Перемещение центра пластины: - 3 с учетом кавитации и вращений сложных днссиштивных структур в простые; 4 - по схеме Шауера, учета кавитации и превращения структур - 5. После достижения ударной мой поверхности исследуемой пластины, происходит распад сложной сипативной структуры на простые и уже они вторично' (естественно, с ыней интенсивностью) обрушиваются на нее, что приводит к вторичному ышенню давления в центре платины.

ЛазсрньиГ имнулсь _

Среда

У

©

Защитное покрытие

Ударная волна

L J-t>u,

1Сч>иструкцня

Трещина

Трещина до удат'1ой ударном волны

Ф

иг*

Расширение плазмы

Рис. 6.1. Схема по исследованию распространения ударной волны в системе «конструкция - среда» при лазерном воздействии и ее влиянил на

I IgJUUJf'riDl

1. Во время вшлсЛсшия лазера Р, t

Плазма

ГТТ

ч>

Z После воадгИствня лазера Зона мплсПсгбии

"-н^baSZS^S^C—"

Г. 4 г N Пластическая А J nivhnnuflnnn

V Т_/ ----------

С-

Л

Остат. чиые напряжении Рис. 6.2. Принципиальная схема возникновения сжимающих остаючн напряжении при воздействии лазерного излучения на конструкцию.

50 I—I—I—I—г

Лазерная ударная nam» Дролёгтруйпаа ой|лГ*1Тка

Глуби» (мм)

Рис. 6.3. Распределение. остаточных напряжении по глубине матер| прк обработке- поверхности лазерной ударной волной и дробеструГн методом.

На рис. 6.5 показана форма прогиба пластины в различные моменты мени.

Анализ графиков показывает, что весь процесс деформаций пластины шо условно разбить на три периода. В I период (/ < 20 мкс) пластина ормнруется только вблизи опор. Это указывает на то, что на пластинку ствует волна, возникшая » LS-режиь.з с обострением, в частности, по второй ственной форме (см. рис. 2.7); при этом ее центральная часть движется гупателыю как твердое тело. Давление на пластинке при / = 0 равно 21',. До лтшкн достигает лишь передний фронт диссипатнвной структуры.

Во II периоде фронт волны достигает поверхности пластины, происходит зращенне сложной структуры в простые: 0 г -»0, (временной интервал: 20 < / < 200 мкс) и образование кавитационных пузырьков.

Изгибные деформации пластины, распространяясь от опор, постепенно атывают все большую часть пластины.

В Ш периоде (/ > 200 мкс) происходит обрушивание волн в виде простых ктур (и кавитационных пузырьков) на пластинку. Давление в жидкости и на ггинке начинает повышаться. Вследствие этого скорость движения пластины :олько увеличивается. Форма прогиба и пластины к этому моменту близка к 'сондалыюй, а деформации происходят в основном вследствие пластического армирования растяжения срединной поверхности. Дальше пластина довольно qpo останавливается. В дальнейшем происходят лишь небольшие упругие бания пластины в сплошной жидкости.

Таким образом, появление и учет кавитации и наличие цепочки ращений сложных структур в простые коренным образом меняет весь 1мнческий процесс деформирования платины. Без учета кавитации и таких ращений максимальный прогиб пластины гораздо меньше. Лучший результат схема Шауера. Однако эта схема не учитывает вторичного повышения ижя в жидкости и поэтому занижает максимальные прогибы пластины. Максимальный прогиб пластины:

* А.

На рис. 6.6 приведены значения максимальных прогибов пластин при ;йствнн ударной волны экспоненциального профиля с различной энергией, гия ударной волны определялась энергией лазерного излучения и тем енем, которое было необходимо для образования, роста и схлопывания ря. Расчеты выполнены численным методом по двумерной теории кавитации ю гипотезе Шауера - 3, без учета кавитации - 4 и по последней приведенной |уле. На этом же рисунке нанесены экспериментальные точки. По нашей i (рис. 2.3) максимальный прогиб пластины определялся через отклонения ного луча, которое записывалось на видеомагнитофоне и обрабатывалась, ставленные данные свидетельствуют о хорошем совпадении двумерного та с экспериментом.

р,

40 30

ги {0

> 1 г

V к ^

Г\ /V Л

/V

100 200

Рис. 6.4. Давление в центре пластинки и его перемещение во вроме»;

V

1«Кнс

У

V/

V

и

игы

м

V

V

НОЙки

V

V

Рис. 6.5. Форма прогиба пластины в различные моменты времени. \Г.п

Рис. 6.С. Зависимость максимальных прогибов в центре пласта величины ударной волны.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

яработаиа единая методика комплексных экспериментальных исследований ишшческих процессов, протекающих при воздействии концентрированных [токов энергии лазерного излучения на деформируемыми элементами нструкцин, соприкасающихся со средами; изучено возникновение этических состояний системы, которое рассматривается как результат намичесшх процессов, протекающих в режимах с обострением, и разованием различных дисснпатшшых структур и локализации возмущений, ¡следован механизм гидролазерного обострения при взаимодействии нцеитрироваиных потоков энергии лазерного нзлучеши с деформируемыми ементами конструкций, соприкасающихся со средой, позволяющего еобразовать часть энергии лазерного излучения в различные виды ханической энергии. Установлен диапазон мощностм лазерного излучения, и которых происходит возникновение режимов с обострением. Показано, что $ависимости от соотношения между нелинейными коэффициентами среди: эффкциентамн диссипации и интенсивности нагрева, возможны три здичных механизма протекания режимов с обострением: без эффекта кализашш; с локализацией в одной точке; с локализацией на определенной ><бнне.

жазано, что механизм возникновения автоколебаний конструкций при пролазерном обострении обусловлен эффектом экранирования потока ;ргии лазерного излучения плазмой, образующейся при плавлении и парении материала конструкции и существованием релаксационных ацессов в гидрогазодинамике плазменного облака, обеспечивающих ратную связь между лазерным излучением и материалом конструкции, тановлен диапазон значений потока энергии лазерного излучения, при гором возникают автоколебания. Приведены результаты экспериментальных :ледованнй автоколебательных процессов, описывающих динамику иювы?" и механических параметров конструкций в диапазоне частот Ю1 +104

следованы особенности разрушения конструкций при гидролазерном эстренип. Показано, что,, при воздействии потоков энергии лазерного ¡учения умеренной интенсивности наибольшую опасность с точки зрения янжения элементом конструкции предела несущей способности гдетавляют изгнбные деформации под действием термоупругих напряжений давления плазмы на поверхность. Для практически важного случая действия на наддутую цилиндрическую оболочку лазерного излучения эведены эксперименты в условиях наличия и отсутствия плазменного шования. Показано, что наличие плазменного образования приводит к цественному уменьшению энергозатрат на разрушение.

5. Установлено, что при воздействии лазерного излучения на деформируен элементы конструкций возможна реализация двух характеруч ти достижения предела несущей способности материалом килструки соответствующие протетаншо процесса в разных режимах с обострением образование пластического шарнира по контуру облучаемого лазерного пя при высокой плотности лотока излучения; б) образование пластическ шарнира в центральной часта облучаемого пятна при умеренной плотно потока лазерного излучения. Получены экспериментальные дани характеризующие макрокинетические закономерности и. энер.егичес параметры разрушен.гя двухслойных композиционных теплозащит! покрытий при воздействии лазерного излучения. Температура защшцае: конструкции при этом практически не меняется, что говорит о высо теплоизолирующих свойствах предлагаемых теплозащитных покрытий.

6 Разработана методика получения силового поля при гндролазерном обсстре - мгновенным взрывом и переходом в плазменное состояние части поверхне

кснструк|1и|?, что даст возможность получать удариыс волны, оиладшо

малыми и конечными амплитудами, а также мощное силовое п Установлено положительное влияние распространяющихся в конструк ударных волн на прекращение дальнейшего роста отдельных видов трен присутствующих в конструкциях, что улучшает механические харак. грна материала.

7. Исследованы особенности распространения лазерной ударной волш материале конструкции. Установлено, что для любого материала мс подобрать оптимальные параметры воздействие лазерной ударной вол которые обеспечат создание в матепизле поля максчмзльных сжимаю остаточных напряжении, что значительно улучшает механиче характеристики материала. Зафиксировано повышение усталостной прочн материалов констр> кшш при их обработке лазерной ударной волгой. Уро увеличения предела выносливости находится в пределах, от + 20 до 3! Проведен сравнительный анализ по изучению улучшения усталосг характеристик при обработке материалов дробеструйным методом и лазе; ударной волной. Предложена методика комбинированной обраб многослойных конструкций непрерывным и импульсным лазерами улучшения их механических характеристик. Установлено, что 1 комбинирование является эффективным средством для увеличения износостойкости материала, так и усталостчого сопротивления (+ 50 % предела усталости).

8. Исследован процесс распространения ударных волн, возникающих гидролазерном обострении, в среде. Изучены особенности воздействия уда волны на тон; остенную конструкцию, расположенную в жидкости с мишени. Экспериментально установлено вторичное повышение давлент пластинке, обусловленное кавитационными эффектами и распадом ело

юсипзпшноЧ структуры на простые при достижении фронтом ударной волны (верхноста конструкций,

аработаны рекомендации и конструктивные схемы по практическому пользованию полученных результатов работы: определены, технологические зможпсстн лазерного микронэрыва для .чззериой штамповки при обработке удноштампуемых заготовок; предложена конструкция лазерного насоса, в тором лазерный импульс подается в реактор синхронно, что позволяет лучить такую конструкцию насоса, которая не содержит подвижных частей; 'едложеиа схема лазерной вцбровозбуждающей маигнш; предложен способ дролазерной сборки теплообменников и др. Результаты работы уже пользуются и могут быть расширены на заинтересованных предприятиях оронного комплекса. Отдельные результаты работы могут быть пользованы в медицине, в частности, при разработке ме .одов и средств для сстановления функции сердца взрывом мельчайших частиц крови - можно стичь зффек~ т контрлульеации, а также при лечении лазерным 1кровзрывом опухолей внутриполостных органов.

снопные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

(бразцоа И.Ф., Скворчевский А.К., Сахвадзе Г.Ж., Новиков А. Б. 1втоколебательный эффект при решений задач качества И Качество: теория и растика, 1999,№2.-С. 7-13.

азумовский И.А., Сахвадзе Г.Ж. Экспериментально-аналитический метод следования неоднородных полей остаточных напряжений, остающихся в онструкцнях после гндролазерного обострения, с использованием кругового тверстия-индикатора // Труды Всероссийской научно-техн"ческой онференцин "прочность и живучесть конструкций". - Вологда, 1993. - С. 86 -9.

ачвад^з Г.Ж. Исследование точности измерения параметров трещино-бразования и роста трещин в конструкциях при лазерном воздействии и пути ; повышения // Труды XI научи, конф. молодых ученых КМАШ; Тез. докл. -1.: ИМАШ, 1987. - С. 46 - -'Л.

ахвадзе Г.Ж. Экспериментальное исследование особенностей разрушения вухслойных композиционных теплозащитных покрытий лазерным злучеиием // Труды Всесоюзн. научно-техн. конф. по экспериме/п ильным етодам в механик: деформируемого твердого тела. - Калининград: КэчГУ, 988.-С. 103 - 106.

ахвадзе Г.Ж. Исследование нестационарного взаимодействия ударных волн мерного микровзрыва с тонкостенной конструкцией в жидкости // Труды 1У Всесоюзн. конф по теории пластин и оболочек. - Т.2. • Тбилиси: ТГУ, 387.-С. 406 - 411.

6. Сахвадзе Г.Ж. Исследование структурных, геометрических и энергетичес характеристик лазерного луча, как инструмента для создания ударных boj Труды XI научн. конф. молодых ученых ИМАШ: Тез. докл. - М.: ИМ i 1487. - С. 4 J - 46.

7. Сахвадзе Г.Ж. Повышение усталостных характеристик материала ударн волнами, образовавшихся при лазерном микровзрыве // Труды Bcecoi научно-практической конф. "Проблемы научно-технического прогресс современных условиях". - Кутаиси, 1991. - С. 162 - 165.

8 Сахвадзе Г.Ж. Использование лазерного луча, как источника ударных ъо; задачах нестационарной гидроупругости // Труды XII научн. конф. моле ученых ИМ."Ж - М.: ИМАШ, 1989. С. 43 - 45.

9. Сахвадзе Г.Ж. Исследование автоколебаний оболочек, соприкасаюших' жидкое, ¿.ю, при воздействии концентрированных потоков энергии лазер излучения // Труды Всесоюзн. научно-практической конф. "Проблемы нау технического прогр-сса в современных условиях". - Кутаиси, 1991. - С. 1 178.

10. Сахвадзе Г.Ж., Минаев А.Я. Скворчевский А.К., Милько М.М. Особенн процесса разрушения материалов при лазерной балансировке // Т[ Всесоюзн. конф. "Современные методы и средства уравновешивания маш приборов". - Воронеж, 1989. - С. 13 - 15.

11. Сахвадзе Г.Ж., Разумовский И.А. Методы анализа существе неоднородных полей остаточных напряжений в элементах конструкцн однородных и биметаллических материалов // Труды Всероссийской нау технической конференции "прочность и живучесть конструкций", - Бол< 1993. - С. ¡94 - ¡98.

12. Сахвадзе Г.Ж., Скворчевский АХ, Потемкин Б.А., Новиков А.Б. К воп улучшения усталостных характеристик материалов путем их обраб лазерной удг.шой волной // Труды пятой международной конф. "Проб; управления безопасностью сложных систем". - Т. 2. - Москва, W98. - С. ' 216.

13. Сахвадзе Г.Ж., Скворчевский А.К., Потемкин Б.А., Новиков А.Б. Об о. механизме улучшения механических характеристик материалов комбинированной обработке непрерывным и импульсным лазерами // Т] пятой международной конф. "Проблемы управления безопасностью слп> гчетем". - Т. 2. - Москва, 1998. - С. 212 - 214.

14. Сахвадзе Г.Ж., Скворчевский А.К., Растягаев В.И. Использование эфе] гидролазерного обострения при проектировании новых лазе] балансировочных станков И Труды Всесоюзн. конф. "Современные мето средства уравновешивания маинн и приборов". - Воронеж, 1989. - С. 11 -

15. Скворчевский Милько IД.М., Новиков А.Б., Сахвадзе Г.Ж. Гидролазе запрессовка деталей теплообменников // Наука - производству. - 1998. -I -С. 35 - 38.

Скворчевскии А.К, Потемкин Б.А., Новиков А.Б., Сахвадзе Г.Ж., Королева И.Н, Методика экологической оценки поверхности конструкции с помощью лазерного сканирующего микроскопа // Труды научно-практической конф. "Промышленная экология - 97". - Санкт-Петербург, 1997. - С. 38i - 385. Скворчевскин Л.К, Сахвадзе Г.Ж., Попиков А.Б. Эффекты гндролазерного обострения в задачах механики // Сборник трудов ИМАШ РАН, поев. 60-нетию ИМАШ РАН.

Скворчсвский А.К, Новиков А.Б., Сахвадзе Г.Ж. Разработка портативных внброакустических дозиметров И Труды научного семинара под руководством академика К.В. Фролова. - Москва, 1998. - С. 182 - 190. Фролов К. В., Скворчевскин А.К., Потемкин Б.А., Сахвадзе Г.Ж., Новиков А.Б. Лазерный диагностический комплекс для обнаружения трещин в материалах конструкций // Труды научно-практической конф. "Промышленная экология - 97". - Санкт-Петербург, 1997. - С. 373 - 377. Frolov К.V., Cherpakova N.. Sakhvadze G. Displacement Vector Determination Through Use of Fringe Pattc ns Symmetry Properties Produced by Holographic lnterfcrometry // Proc. Third Interdisciplinary Symmetry Congress. - Washington D.C. - 1995. - V. 6, N 2. - P. 218 - 222.

Frolov K.V., Sakhvadze G.J., Skvorchevsky A.K. Research of process of formation of cracks at a hydrolaser peaking // Russian Technology. - 1995. - P. 10 - 12. Frolov K.V., Sakhvadze G.J., Skvorchevsky A.K. Research of process jf occurrence of the shock waves at effect of laser radiation on the system "Structure -environment"// Russian Technology. - 1995. - P. 3 - 4.

Frolov K.V., Skvorchevsky A.K., Sakhvadze G.J. Effect of the hydrolaser peaking and mechanical phenomena, connected to it // Russian Technology. - 1995. - P. 6 - 7. Frolov K.V., Sakhvadze G.J., Skvorchevsky A.K. Research of the self-oscillations at effect of laser radiation on the system "Structure - fluid" II 5th International Congress on Sound and Vibration. - St. Petersburg, Russia. - 1996. - V. 2. - P. 1039 - 1044. SakhvaHze G.J., Razumovsky I.A., Ivanov M.V. Experimental-analytical Methods for Investigating of lnhoinogeneous Residual Stresses by Use of Circle Hole as Stress Indicator// Proc. Intern. Conf. of Photomechanics. - Novosibirsk, 1995. - P. 36 - 39.

Skvorchevsky A.K., Sakhvadze G.J., Frolov K.V. Research of features of destruction of composite heat-shielding coatings by laser radiation // Russian Technology.- 1995.-P. 8-9.