Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, № 3.

В. П. Епифанов На обобщенной зависимости (рис. 2, г) выделены участки, в пределах которых наблюдается однотипный процесс. Так, на пассивном участке удара (Х / Х () < 1 j для аппроксимации уравнение применяли а а . exp f Л у. Л у X, Х п На активном этапе соударения / Х () > 1 j для аппроксимации применяли уравнение X у „ ( Л '/Л '0) -1 +1 Х / Х 0 =\ . . . 2 пе = 2, причем для Х / Х 0 >7. п е = 0 , 85 . Полученные уравнения являются следствием общих законов механики и электродинамики и могут быть представлены в форме записи, характерной для модели Глена, но с коэффициентами, изначально имеющими определенный физический смысл. На основании полученных в настоящем исследовании результатов разработано измерительное устройство «пенетрометр» (рис. 3). Внутри индентора (радиус 40 мм) размещен пьезоакселерометр, сигнал с которого поступает на процессор измерительного блока. Точность измерения среднего контактного давления 5 %, воспроизводимость на однородном материале 1 %. Измеряемые величины отображаются на индикаторе, вмонтированном в корпус пенетрометра. Рис. 3. Пенетрометр: 1 —индентор; 2 —опорная шайба; 3 —ствол; 4 —корпус; 5 —ограничитель; 6 —спуск; 7 —фиксатор; 8 —рукоятка; 9 —выключатель Fig. 3. Pennemeter: 1 —indenter; 2 —thrust washer; 3 —trunk; 4 —housing; 5 — limiter; 6—descent; 7—retainer; 8—handle; 9— switch Моделирование промежуточного слоя. Объемные образцы льда со структурой промежуточного слоя изготовляли в матрице с профилем, аналогичным соплу Лаваля. Разборная матрица состояла из трех секций: загрузочной длиной L 1 и диаметром D 57 мм, конфузора и патрубка с диаметром канала d 10 мм. Такая конструкция позволяет исследовать структуру льда в сходящихся фронтах волн конечной амплитуды. Эволюция структуры льда. Наблюдается уменьшение диаметра ледяных кристаллов от 3 до 0,3 мм (рис. 4). Влияние волн конечной амплитуды на пластичность льда. Поступательное движение пресс- штемпеля создает волну сжатия со сходящимися фронтами (как у кумулятивного заряда). Поэтому структура льда формируется не только в результате гидростатического сжатия и сдвига, но и под действием высокоскоростной пластической деформации. Высокоскоростная пластическая деформация происходит при схлопывании фронтов импульсов сжатия, создающих локальный градиент давления (кумулятивный эффект) (рис. 5). В результате формируется ледяная струя (1) и конус сжатия (2). Кроме того, в матрице происходит наложение прямой и обратной волны. Результатом является формирование обратного конуса 3 в виде седла. Прямое наблюдение показывает, что лед в струе 1 и конусе 2 находится в аморфном (стеклообразном состоянии), тогда как лед в седле 3 имеет структуру композита: округлые зерна (мелкая кристаллическая структура) разделены аморфной (стеклоподобной) средой. 144 http://www. naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/