ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамика упругого деформирования из "Теория упругости " Твердые тела под действием приложенных к ним сил изменяют свою форму и размеры, т. е. деформлруются. Если деформация тела сравнительно мала, то при снятии вызвавших деформацию внешних сил тело возвращается в начальное недеформированное состояние. Способность тел восстанавливать свою начальную форму и размеры при устранении внешнего воздействия называется упругостью, а снимаемые при этом деформации называются упругими. [c.50] При больших деформациях после снятия их вызвавших внешних сил тело в большинстве случаев (исключение представляют тела типа резины) не возвращается в свое начальное состояние, т. е. этот процесс деформирования является необратимым. Полученные в этом случае деформации при разгрузке тела частично сохраняются, и эти оставшиеся деформации называются остаточными иди пластическими деформациями. [c.50] В дальнейшем будут рассматриваться малые упругие деформации твердого тела, т. е. обратимый процесс его деформирования. [c.50] Для полного определения состояния тела необходимо знать не только его деформированное состояние (конфигурацию), но также и температуру в каждой его точке. Деформирование тела может происходить при изменении и без изменения температуры в его точках. При этом изменение температуры тела может быть не только вследствие притока тепла от внешнего источника, но, вообще говоря, и в результате самого процесса деформирования. [c.50] Если тело деформируется сравнительно медленно путем постепенного увеличения нагрузки (статическое нагружение), то при сохранении равновесия температур в теле и окружающей среде изменение его состояния, т. е. процесс деформирования, является изотермическим. [c.50] Деформирование тела, строго говоря, является термодинамическим процессом. Поэтому даже в случае малых упругих деформаций при изучении деформирован но-напряженного состояния тела предпочтителен термодинамический подход, который впервые применил Томсон (1824—1907). [c.50] Если под действием приложенных внешних сил тело находится в состоянии движения, то оно обладает кинетической энергией К, которая зависит от скоростей и масс элементарных частичек тела. Кроме кинетической энергии тело обладает еще внутренней энергией С/, зависящей от его деформированно-температурного состояния. Полная энергия тела определяется суммой кинетической и внутренней энергий. [c.50] В случае равновесия тела его полная энергия будет равна внутренней энергии. [c.50] Согласно первому закону термодинамики, изменение полной энергии тела равно сумме работы внешних сил 6/1 при данном элементарном процессе и сообщенному телу количеству теплоты 6Q, измеряемому эквивалентной ему работой, т. е. [c.51] Заметим, что это выражение для работы не связано в предположением об упругом или неупругом состоянии тела. [c.51] Интеграл в равенстве (3.6) представляет собой приращение работы, затраченной на деформацию или, что то же, приращение работы деформации. [c.52] Заметим, что dU представляет собой полный дифференциал, так как внутренняя энергия U определяется начальным и конечным состоянием идеально упругого тела и не зависит от конкретного процеееа перехода из одного состояния в другое. Напротив, количество теплоты и, вообще говоря, работа деформации не определяются однозначно начальным и конечным состоянием тела, а зависят также от пути перехода из начального состояния в конечное. [c.52] Свободная энергия F есть функция параметров состояния ец и Т. [c.53] Так же как и внутренняя энергия U (stj, s), свободная энергия F (Sij, Т) является термодинамическим потенциалом. [c.53] Вернуться к основной статье