Механизм разрушения вольфрама в результате тепловой нагрузки при воздействии плазменной струи

Аннотация

Представлены результаты исследований разрушения в окрестности поверхности вольфрамовой преграды в результате воздействия на нее импульсной плазменной струи. Результаты проведенных экспериментальных исследований показывают, что деградация вольфрамовых преград при воздействии плазменной струи с плотностью потока энергии 0, 25 ÷ 1 МДж/м^2 сопровождается не только испарением и оплавлением поверхности, но разрушением приповерхностных слоев на масштабах порядка 150-250 мкм. При этом процесс деградации вольфрама при воздействии плазменной струи происходит практически непрерывно с момента воздействия (испарение, плавление) до времени, более чем на три порядка превышающего длительность воздействия, и это обусловлено термомеханическими процессами, протекающими в мишени. Для анализа термомеханических процессов, протекающих в твердотельных образцах в результате воздействия высокоскоростной плазменной струи, предложена конечно-элементная модель и приведены результаты численного моделирования термомеханических процессов в вольфрамовой преграде при импульсном воздействии плазменной струи. Исследована зависимость изменения напряженно-деформированного состояния в преграде от времени, а также влияние формы теплового импульса на распределение и уровень остаточных напряжений. Библиогр. 8 назв. Ил. 3.

Ключевые слова:

Токамак, вольфрам, рельсотрон, плазменная струя, термомеханические процессы, температура, пластические деформации, разрушение