ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Постановка и решение задачи о распространении волн напряжений из "Прочность пространственных элементов конструкций " Пусть тело находится в условиях динамического или импульсивного нагружения, вызванного действием внешних объемных и поверхностных сил, температуры и других факторов. При таком нагружении в теле распространяются волны напряжений, образуя области возмущений, в которых тело оказывается в напряженно-деформированном состоянии с тензором напряжений (а) и тензором деформаций (е), его частицы находятся в движении с вектором скорости V. [c.30] Форма тела и области возмущений произвольная, геометрия задается уравнениями ограничивающих поверхностей 5. [c.31] Сформулированная задача относится к области возмущений D объема V, ограниченной поверхностью S с течением времени область D расширяется, так как возмущения распространяются с некоторой конечной скоростью. [c.32] При постоянном модуле упругости импульс напряжений может распространяться на значительное расстояние без изменения формы, изменение модуля упругости приводит к искажению импульса напряжений конечной амплитуды. Для большинства деформируемых тел уменьшается за пределом упругости и в материале при достаточно больших деформациях возникают пластические волны, распространяющиеся со скоростью, меньшей скорости распространения упругой волны. Однако существуют такие деформируемые тела (резины, полимерные материалы), в которых большие деформации приводят к ориентации длинных молекулярных цепочек, что вызывает возрастание модуля упругости . Поэтому при распространении возмущений в таких материалах зарождаются волны особой природы, называемые ударными волнами. В деформируемых телах ударные волны возникают и в том случае, когда распространяются волны расширения большой амплитуды. Как показано Бриджменом, зависимость между средней деформацией е и средним напряжением а в твердых телах может иметь вид е = (—аа + Ьо )/3, где а, Ь — постоянные величины. Модуль объемного сжатия К при малых давлениях стремится к постоянной 1/а, при высоких давлениях принимает значение 1/(а — 2Ьа) (т. е. при высоких давлениях К растет). Упругие волны расширения распространяются со скоростью а , но модуль К при высоких давлениях возрастает, это приводит к тому, что скорость волны большой амплитуды больше скорости волны малой амплитуды. В результате образуется ступенчатый фронт, характерный для ударной волны. Модуль сдвига G в этом случае играет незначительную роль, так как задолго до достижения достаточно высокого давления предел текучести будет пройден и материал ведет себя подобно жидкости. [c.38] Задача о равновесии фиктивного тела сводится к определению тензора кинетических напряжений в области возмущений. [c.41] В общее рещение (1.3.56) входят десять компонент тензора функций кинетических напряжений, тогда как для полного представления компонент тензора (Т) необходимы только четыре компоненты тензора (П). Следовательно, общее решение (1.3.56) содержит to различных эквивалентных форм, которые могут быть использованы при построении тензора кинетических напряжений. [c.43] Таким образом, изложен общий метод решения задачи динамики деформируемого тела, применение которого позволяет определить тензор кинетических напряжений (7) для любой области возмущений и всего тела, находящегося в условиях динамического нагружения. По известному тензору (Т) можно найти тензор напряжений (а), вектор скорости V, плотность р и оценить прочность и степень разрушения тела в рассматриваемой области возмущений. [c.50] Вернуться к основной статье