Эксперименты, проведенные в Гарвардском университете, показали, какие виды вмятин делают банки объемом 0,33 л — и по аналогии с ними другие цилиндрические оболочки из металла — разрушаемыми.
Известно, что если на алюминиевой банке сделать вмятину, то ее будет гораздо легче раздавить нажатием сверху вниз. Но предсказание точной силы нажатия, необходимой для раздавливания — это сложный вопрос. И вот теперь исследователи из Гарварда сделали шаг к такому предсказанию. В их экспериментах размер вмятины увязывается с осевым усилием, необходимым для того, чтобы раздавить банку.
Пустая банка из-под «Кока-Колы» зажималась между двумя металлическими пластинами, тем самым создавалось постоянное усилие по ее вертикальной оси. Затем в бок банки вминался металлический шарик на стержне, непрерывно и до тех пор, пока банка не схлопывалась под давлением пресса.
Повторяя эксперимент с различым осевым усилием и размерами шара, команда выявила условия, необходимые для уничтожения банки.
Был составлен «ландшафт устойчивости» алюминиевой банки, указывающая, какие комбинации параметров приводят к ее раздавливанию, а какие нет.
Например, банка никогда не схлопнется, если вертикальная осевая нагрузка будет ниже определенного значения, независимо от того, насколько велика вмятина.
Команда предполагает, что все помятые объекты в форме банки имеют аналогичный «ландшафт устойчивости».
И если такая универсальность действительно имеет место, то это позволит просчитывать опасность разрушения самых разных металлических цилиндров, в том числе космических ракет.
Исследование гарвардских физиков опубликовано в Physical Review Letters.
