Экспериментальные и теоретические исследования показали, что
продолжительность микроудара
t
уд
значительно превосходит период
наиболее медленных собственных колебаний соударяющихся тел (или
время прохождения в прямом и обратном направлениях волны сжатия
по взаимодействующим телам). Это и является основным критери-
ем применимости контактной теории Герца (КТГ) к исследованию
микроудара как особому виду удара наконечника о неподвижную по-
верхность.
Управляемым микроударом активного тела называется удар, на-
носимый импульсом
S
уд
(
ν
)
(
ν
2
1
,
2
,
3
, . . . ,
15)
, который совер-
шает заданную работу деформации и хрупкого разрушения материа-
ла пассивного тела в определенной локальной зоне заготовки (ЛЗЗ).
Управление модулем ударного импульса осуществляется с помощью
широтно-импульсной (ШИ) модуляции управляющих электрических
ν
-импульсов, и, следовательно, модулем скорости активного тела (на-
конечника) в начальный момент удара.
В настоящей статье рассмотрен управляемый микроудар, произ-
водимый алмазным наконечником в определенной точке поверхности
H
-заготовки в процессе ее сканирования по координатам
XY
. Заго-
товка выполнена из хрупкого материала, имеющего изотропную кри-
сталлическую структуру.
При управляемом преобразовании кинетической энергии
Т
0
удар-
ного импульса
S
уд
в энергию деформации и работу по формообразова-
нию яркостных элементов
H
-изображения (в начальный момент удара
значение энергии
Т
0
не превышает 0,01. . . 0,03 Дж) превалирующим
фактором является механическое перенапряжение в зоне контакта на-
конечника с заготовкой: при сравнительно небольшой силе удара и
очень малой площади поверхности контакта создается значительное
давление, которое превосходит критическое напряжение хрупкого раз-
рушения материала заготовки. Состояние тел при перенапряжении в
ЛЗЗ в момент удара опишем системой неравенств:
σ
DME
≥
σ
сж.заг.крит
;
σ
сж
.
нак
< σ
DME
при заданных величинах
r
нак
и
σ
сж
.
заг
.
крит
=
const, где
σ
DME
— перена-
пряжение материала заготовки (индекс
DME
образован отначальных
букв слов detonate — детонация и microexplosion — микровзрыв).
Очевидно, что напряжение материала заготовки до достижения
значения
σ
сж.нак. крит
подчиняется закону Гука, а напряжение микро-
удара — теории Герца.
В общей постановке задача управляемого микроудара может быть
сформулирована следующим образом. Найти аналитическую зави-
симость, связывающую ударный импульс
S
уд
(
ν
)
из ансамбля
ν
-
импульсов (
ν
2
1
,
2
,
3
, . . . ,
15)
, которые формируют множество
44 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 1
