高壓水射流技術的特性及廣泛適用性

近幾十年來，隨著科學技術的快速發(fā)展，人類發(fā)現(xiàn)了給液滴賦予比自由落體運動大得多的打擊能量，這使得漫長的水滴石穿現(xiàn)象得以在瞬間便可以完成，這就是水射流。然而，為了提高效率，科技又通過機械進一步將水增壓，并使它從直徑很小的噴嘴中噴出，形成一束高速、連續(xù)的水流束，也就是高壓水射流。

高速射流本身具有較高的剛性，在與靶物碰撞時，產生極高的沖擊動壓(P=PVC)和渦流的形成，從微觀上看相對于射流平均速度存在著超高速區(qū)和低速區(qū)(有時可能為負值)，因而高壓水射流表面上雖為圓拄模型，而內部實際上存在剛性高和剛性低的部分，剛性高的部分產生的沖擊動壓使傳播時間也減少，增大了沖擊強度，宏觀上看起快速楔劈作用，而低剛度部分相對于高剛度部分形成了柔性空間，起吸屑、排屑作用，這兩者的結合正好象使得其切割材料時猶如一把軸向“鋸刀”加工。
 
高速水射流破壞材料的過程是一個動態(tài)斷裂過程，對脆性材料(如巖石)等主要是以裂紋破壞及擴散為主，而對塑性材料則符合最大的拉應力瞬時斷裂準則，即一旦材料中某點的法向拉應力達到或超過某一臨界值oy 時，該點即發(fā)生斷裂。根據(jù)彈塑性力學，動態(tài)斷裂強度與靜態(tài)斷裂強度相比要高出一個數(shù)量級左右，主要是因為動態(tài)應力作用時間短，材料中裂紋來不及發(fā)展。因而這個動態(tài)斷裂不僅與應力有關，還與拉伸應力的作用時間相關。

因此，我們可以看出高壓水射流技術的應用領域將是十分廣泛的，它給我們帶來了的一種全新的途徑。