Stoßwelleninduzierte Risse und Zerstörungen in Gläsern

Für vier verschiedene Glassorten (K5, F6, SF6 und Floatglas) mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wurden die Ausbreitung von Wellen und Zerstörungen bei Impakt mit zylindrischen Stahlprojektilen qualitativ und quantitativ untersucht. Die Zerstörungsgeschwindigkeiten wurden als Funktion der Impaktgeschwindigkeit gemessen und die Nukleationsschwellen bestimmt. Alle vier Gläser zeigen ein ähnliches Verhalten. Die Zerstörung der Proben erfolgt bei niedrigen Belastungen mit maximaler Rißgeschwindigkeit, bei Einsetzen der Nukleation mit transversaler Wellengeschwindigkeit Ct und bei sehr hohen Belastungen mit longitudinaler Wellengeschwindigkeit CL. Dieses Verhalten wurde unabhängig von der Dicke der Proben beobachtet. Ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Nukleationsschwelle (sowohl bezüglich der Impaktgeschwindigkeit als auch bezüglich des Impulses, der von der Druckwelle pro Zeiteinheit auf das Target übertragen wird) und der Dicke der Platten konnte nicht festgestellt werden. Die dargestellten Untersuchungen beziehen sich auf die Zerstörung des Targets von dem Eindringen des Projektils. The propagation of waves and damage at impact of cylindrical steel projectiles was investigated qualitatively and quantitatively for four different types of glass (K5, F6, SF6 and float glass). The damage velocities were measured as a function of impact velocity and the threshold for the nucleation of cracks were determined. All four glasses reveal a similar behaviour. The damage velocity equals terminal crack velocity at low loadings, rises to transversal wave velocity when nucleation occurs and approaches longitudinal wave velocity with very high loadings. This behaviour was observed independent of the thickness of the target plates. A functional relation between the thickness of the plates and the threshold of nucleation could not be established, neither with respect to impact velocity nor with respect to the momentum transferred to the target by the pressure wave . The investigations reported here refer to the damage before the projectile penetrates the target.