高压水射流技术的特性及广泛适用性

近几十年来，随着科学技术的快速发展，人类发现了给液滴赋予比自由落体运动大得多的打击能量，这使得漫长的水滴石穿现象得以在瞬间便可以完成，这就是水射流。然而，为了提高效率，科技又通过机械进一步将水增压，并使它从直径很小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续的水流束，也就是高压水射流。

高速射流本身具有较高的刚性，在与靶物碰撞时，产生极高的冲击动压(P=PVC)和涡流的形成，从微观上看相对于射流平均速度存在着超高速区和低速区(有时可能为负值)，因而高压水射流表面上虽为圆拄模型，而内部实际上存在刚性高和刚性低的部分，刚性高的部分产生的冲击动压使传播时间也减少，增大了冲击强度，宏观上看起快速楔劈作用，而低刚度部分相对于高刚度部分形成了柔性空间，起吸屑、排屑作用，这两者的结合正好象使得其切割材料时犹如一把轴向“锯刀”加工。
 
高速水射流破坏材料的过程是一个动态断裂过程，对脆性材料(如岩石)等主要是以裂纹破坏及扩散为主，而对塑性材料则符合最大的拉应力瞬时断裂准则，即一旦材料中某点的法向拉应力达到或超过某一临界值oy 时，该点即发生断裂。根据弹塑性力学，动态断裂强度与静态断裂强度相比要高出一个数量级左右，主要是因为动态应力作用时间短，材料中裂纹来不及发展。因而这个动态断裂不仅与应力有关，还与拉伸应力的作用时间相关。

因此，我们可以看出高压水射流技术的应用领域将是十分广泛的，它给我们带来了的一种全新的途径。