玻璃的破碎法则

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玻璃的破碎法则的提出者是Nicolas Vandenberghe,应用于法医学到行星学的科学范畴。
中文名
玻璃的破碎法则
应    用
法医学到行星学的科学范畴
提出者
Nicolas Vandenberghe
标    准
裂纹计数

玻璃的破碎法则简介

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他们是全世界车主的梦魇,星状的裂纹是从一个很小的碎片开始蔓延至整个挡风玻璃。为了更多的知道这种遍及却又尚不清晰的裂纹的分扩散,一组法国的物理学家用脆性的玻璃的和塑料原料的板做了一系列简略的试验。研讨人员发现了一条用以描绘根据若干基本参数的决裂过程的比例规则,这个发现在从法医学到行星学的科学范畴都可以广泛应用。
  碰击试验是由艾克斯马赛大学的Nicolas Vandenberghe,Romain Vermorel和Emmanuel Villermaux等几人完结的,他们用一柄气枪向玻璃原料的和不超越3mm厚度的聚乙烯(即聚甲基丙烯酸甲酯,更为人熟知的姓名是PMMA,树脂玻璃,有机玻璃)板上射击钢子弹和陶瓷子弹。裂纹发生的过程由高速相机在二分之一秒内记录下来,这个时刻也正是碰击中心的开始冲击波分散到板边际的时刻。冲击波在抵达板边际之后,又会折回来碰击中心,使受碰击板碎裂的过程变得更杂乱。

玻璃的破碎法则裂纹计数

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  每次独立试验包含向平板发射一颗速度在5米/秒到100米/秒的子弹,并计由碰击中心发散开来的裂纹的数量。Vandenberghe和搭档们发现,无论是玻璃或是PMMA,裂纹添加的数量与根据是玻璃的抑或是PMMA资料的资料系数的无因次冲击速度的平方根成必定份额联络。这个关联对关描绘0.15mm厚度的玻璃和介于0.5mm到3mm的PMMA板都是精确的。
  存在这个根据经过对子弹速度和平板厚度的核算得出径向裂纹数量的普适规则,可以完善地描绘在这项研讨中收集到的一切数据。别的也要思考板资料的声响传播速度,材料的杨氏模量(即硬度)以及开裂能量,后者是在资料上构成裂纹所需求的最小能量。
  该研讨小组也调查了当发射速度大到子弹直接穿透资料,仅在穿透点留下星形的裂纹的状况会如何。研讨者发现,当速度加大时,会呈现盘绕冲击点的环状裂纹。对于一个给定厚度的PMMA板,第一道环状裂纹的半径不随子弹速度的改动而改变,而当第一道这样的裂纹呈现时的速度则遵守一个与平板厚度有关的比例规律。并且研讨小组能核算出这个源于平板材料系数的关联。

玻璃的破碎法则考古和陨石

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  Vandenberghe通知physicsworld,这项研讨的首要意图是对用一个物体冲击另一个薄质的物质时碎片的发生机制构成非常好的了解。这在法医学和考古学中相当有意义,在这些领域碎的玻璃和其他的材料能够提供关于过去的重要线索。从更深的意义来说,这也可以协助行星学的科学家经过对陨石碰击后碎片的调查,得到对行星和月表外表组成的更深入的见地。
  [1]  特别是木星的卫星木卫二覆盖着的碎片,使得科学家们倾向于以为它的外表是起浮在一个液体海洋上的薄冰层。到目前为止,Vandenberghe和搭档们还没有得出能联系起木卫二上的碎片与其外表的材料性能二者的效果。因此研讨者们正计划着手做另一个起浮在液体之上的平板碎片的试验以希望得到更好的结果。
参考资料
词条标签:
科技产品 科技 科学