Упруго-вязкость твердого тела

Теория упругости излагается как часть теоретической физики. Наряду с традиционными вопросами рассматриваются макроскопическая теория теплопроводности и вязкости твердых тел, ряд вопросов теории упругих колебаний и волн, теория дислокаций. В новом издании добавлена специальная глава о механике жидких кристаллов, объединяющей в себе черты, свойственные как жидкостям, так и упругим средам. [c.4]

В книге, написанной физиками и в первую очередь для физиков, нас, естественно, интересовали вопросы, которые обычно не излагаются в курса теории упругости таковы, например, вопросы теплопроводности и вязкости твердых тел, ряд вопросов теории упругих колебаний и волн. В то же время мы лишь очень кратко касаемся ряда специальных проблем (например, сложных математических методов теории упругости, теории оболочек и т. п.), в которых к тому же авторы ни в какой степени не являются специалистами. [c.7]

Далее Ньютон определяет количество движения, как произведение массы тела на его скорость, считая эту величину векторной. Как и Декарт, он сводит все формы движения к механическому и даже не ставит вопроса о возможности превращения механического движения в другие формы, о чем говорил уже Лейбниц. Вопреки же Декарту он считает, что в мире не всегда имеется одно и то же количество движения... Движение может получаться и теряться. Но благодаря вязкости жидкостей, трению их частей и слабой упругости в твердых телах, движение более теряется, чем получается, и всегда находится в состоянии уменьшения... Мы видим, поэтому, что разнообразие движений, которое мы находим в мире, постоянно уменьшается и существует необходимость сохранения и пополнения его посредством активных начал (к активным началам он относил и тяготение). В последней фразе — уже чувствуется намек на закон возрастания энтропии. [c.86]

Это, однако, не все. Мы предполагали, что вся объемная деформация является упругой, т. е. обратимой деформацией, и соответственно эту деформацию обозначали (е — означает упругую деформацию). В отличие от этого, скорость линейного удлинения мы обозначаем через di, чтобы показать, что эта деформация другого характера. В действительности это линейное течение, определенное в параграфе 2 главы I. Чтобы это было очевидным, введем обозначение fi вместо принятого раньше ki. Тогда возникает вопрос суш,ествует ли объемное течение / , т. е. непрерывное, необратимое возрастание объема во время действия всестороннего давления р. К этому вопросу мы вернемся в главе XII, а пока моншо сказать, что если такое объемное течение существует, то сопротивление ему будет оказывать объемная вязкость другого рода, которую можно назвать объемной вязкостью жидкого тела tb отмечая первую объемную вязкость твердого тела индексом s, т. е. [c.103]

Как было видно из параграфа 7, Кельвин пришел к представлению о вязкости твердых тел, чтобы объяснить затухание колебаний. Это есть вязкостное затухание . Однако вязкостное затухание не является единственным видом затухания. Затухание происходит всегда, если что-либо вызывает диссипацию упругого потенциала или кинетической энергии. [c.163]

То, что упругое деформирование реальных материалов должно сопровождаться вязким сопротивлением, очевидно из второго закона термодинамики. Как показано в параграфе 4 главы V, это приводит к понятию объемной вязкости твердого тела ,. [c.203]

Значит, если время приложения силы мало по сравнению с т, материал ведет себя подобно упругому телу, если же это время велико по сравнению с т, поведение материала подобно поведению вязкой жидкости с вязкостью Твердое тело, подчиняющееся за- [c.104]

Внутреннее трение в твердых телах можно характеризовать вязкостью, проявляющейся при свободных упругих колебаниях твердого тела через декремент затухания этих колебаний, и вязкостью, определяемой из опытов на ползучесть твердого тела. [c.89]

Для большинства жидкостей величина силы при этом может быть любой сколь угодно малой. Однако существуют жидкости с настолько упорядоченной молекулярной структурой, что требуется некоторое начальное усилие для осуществления сдвига. Такие жидкости называют пластичными. Если время действия сдвигающей силы мало по сравнению с то непрерывного перемещения молекул вообще не возникает, и жидкости, как твердые тела, оказывают упругое сопротивление сдвигу. Если время действия сдвигающей силы больше то возникает течение и проявляется вязкость, т. е. сопротивление сдвигу. Сила сопротивления может о>казаться так же, как в газах, пропорциональной скорости деформации. В этом случае жидкости называют ньютоновскими. Если связь между силой сопротивления и скоростью деформации отлична от линейной или начальное сдвиговое усилие не равно нулю, то жидкости называют неньютоновскими. [c.11]

Таким образом, имеется кажущаяся потеря энергии. Эта кажущаяся потеря вызывается в машинах трением, вязкостью жидкостей, несовершенной упругостью твердых тел, сопротивлениями, происходящими от электрической индукции и намагничивания. Но эта потеря энергии является чисто кажущейся, так как кроме видимых движений, которыми занимается теоретическая механика, существуют невидимые колебания молекул, изучение которых является предметом физики и которые создают теплоту, свет, электричество и т. д. [c.77]

Кажущиеся потери происходят, смотря по обстоятельствам, <5г трения, вязкости жидкостей, несовершенной упругости твердых тел, различных электрических сопротивлений, магнетизма н т. д. Чтобы объяснить эти потери, не отказываясь от закона [c.26]

По мере распространения ультразвуковой волны в сплошном объеме вещества происходят необратимые потери энергии, интенсивность волны падает. В жидкостях максимальные потери обусловлены внутренним трением (вязкостью), и менее — ее теплопроводностью. В газах влияние вязкости и теплопроводности одинаково. В твердых телах появляются потери энергии на упругий гистерезис и пластическую деформацию, а также рассеяние ее в пол и кристаллической структуре, зависящее от упругой анизотропии и величины зерна. [c.21]

Деформируемое тело, обладающее способностью полностью) восстанавливать свои размеры и форму после снятия нагрузки, называют упругим. Жидкость не имеет определенной формы, ее форма изменяется под действием внешних сил, она течет, причем под действием внутреннего трения выделяется теплота. Твердое тело характеризуется упругостью, жидкость —вязкостью. Пластмассы, существенной составной частью которых являются полимеры, обладают рядом свойств, присущих как твердым, так и жидким телам. [c.10]

Под действием больших нормальных сил в зоне контакта происходят упругие деформации поверхностей твердых тел и увеличение вязкости жидкого смазочного материала — образуется [c.190]

Пластичный смазочный материал (ПСМ) состоит из жидкой основы (смазочное масло) и загустителя (обычно мыла жирных кислот). Загуститель образует жесткий полимерный каркас, в ячейках которого удерживается жидкое масло. При небольших нагрузках они ведут себя как твердые тела — не растекаются, удерживаются на наклонных и даже вертикальных плоскостях. Превышение критических нагрузок приводит к текучести ПСМ при снятии нагрузок их упругие свойства восстанавливаются с увеличением скорости деформирования их вязкость резко снижается. [c.206]

К основным механическим свойствам металлов относят прочность, твердость, упругость, пластичность, ударную вязкость. Прочность — способность металла сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций под действием внешних сил. Большое значение име т удельная прочность, ее находят отношением предела прочности к плотности металла. Для стали прочность выше, чем для алюминия, а удельная прочность ниже. Твердость — это способность металла сопротивляться поверхностной деформации под действием более твердого тела. Упругость — способность металла возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия сил. Пластичность — свойство металла изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом. Ударная вязкость — способность металла сопротивляться разрушению под действием динамической нагрузки. Кроме указанных механических свойств можно назвать усталость (выносливость), ползучесть и др. Для установления характеристик механических свойств производят их испытания. [c.30]

Жидкости называются ньютоновскими если касательное напряжение прямо пропорционально скорости угловой деформации, начиная с нулевого напряжения и нулевой деформации. В этих случаях постоянный коэффициент пропорциональности определяется как [i, абсолютная или динамическая вязкость. Таким образом, ньютоновские жидкости обладают свойством динамической вязкости, независимой от конкретного характера претерпеваемого жидкостью движения. Наиболее обычные для нас жидкости, такие, как воздух и вода, являются ньютоновскими. Имеет место некоторая аналогия между ньютоновскими жидкостями с постоянной вязкостью, связывающей напряжение и скорость деформации, и твердыми телами, подчиняющимися закону Гука с постоянным модулем упругости, связывающим напряжение и величину деформации. [c.14]

Джеффрис отмечает, что материал следовал бы закону упруго-вязкости твердого тела, если бы Гр было бесконечным, и закону Максвелла, если бы Та было равно нулю. Под действием непрерывно действующих напряжений вещество будет растекаться безгранично. [c.171]

Impa t strength — Ударная вязкость. Критерий упругости или вязкости твердых тел. Максимальная сила или энергия удара (произведенного в соответствии с фиксированной процедурой), которую материал может вьщержать без разрушения, в противоположность сопротивлению разрушения при устойчивом приложении силы. [c.981]

Для таких весьма вязких жидкостей, которые по всем внешним признакам являются твердыми телами, неприменимы те два метода определения вязкости, которые рассмотрены в главе И, поскольку в этом случае вязкость может достигать настолько большой величины, что потребовались бы либо чрезвычайно большие усилия, чтобы вызвать течение, которое возможно измерить за короткий промежуток времени, либо практически нереальное время наблюдения, если силы умеренные. В таких случаях (и для подобных материалов) Троутон применял методы испытаний, которые использовались для определения упругих свойств твердых тел, т. е. испытание на растяжение. Он нагружал стержень из изучаемого материала и измерял скорость его удлинения. Ясно, что нагрузка, отнесенная [c.97]

Для свойства, названного Кельвином вязкостью твердого тела , Джеффрисом (1929 г.) был введен термин уируго-вязкость твердого тела (Firmo-Vis osity). Он отмечает, что этот тип несовершенства упругости заключает в себе не ослабление, а дополнительную жесткость сопротивление деформированию становится меньше, [c.159]

Как было видно, запаздывание упругости связано с упруго-вязкостью твердых веществ, для описания которой было введено кельвиново тело. Поэтому нужно присоединить комплекс К к комплексу М, и вопрос только в том, как должно это быть сделано — по- [c.170]

Чтобы перейти от структурной формулы (X. 1) к реологическому уравнению, заметим, что в него будут входить четыре реологических коэффициента два — вязкости и два — упругости. Если рассматривать сдвиг (или более общий случай деформации формоизменения), то будут входить обычная вязкость (т]) в комплекс М и вязкость твердого тела t]j в комплекс К модуль сдвига жидкости jij в первом и обычный модуль сдвига [х во втором случае. Джеффрис (1929 г.), который первым предложил реологическое уравнение для комплекса М—К, заключил следующее. [c.171]

Упруго-вязкое п твердо-вязкое тела. В многочисленных практических приложениях теорпп упругости, пластичности пли вязкости твердых тел совершенно достаточно рассматривать только один тип деформации пли упругие, или пластп-ческие. Соответствующие простые твердые тела исследовались в предыдущих пунктах этой главы и в гл. XXV —XXVII. В противоположность этим случаям, существует много задач пластического деформирования, которые требуют одновременного рассмотрения и упругой, и остаточной частей деформаций. Для краткости назовем вещества в отнопюнии которых необходимо различать как упругие, так и пластические деформации, сложными твердыми телами ). [c.477]

К этому второму классу твердых веществ относится также упруго-вязкое твердое тело. Последнее было введено Максвеллом в его классической статье О динамической теории газов в следующей формулировке ) ( Смещение производит в теле некоторое искажение, или деформацию, которую мы обозначим через г. При этом возникает упругое напряжение о. Зависимость между напряжением и деформацией может быть записана в виде о = где —коэффициент упругости для данного рода деформации. В твepдo vI невязком теле < = Ег ж dojdt — Edzjdt. Если же тело обладает вязкостью, то напряжение а не остается постоянным, а стремится к нулю с некоторой скоростью, зависящей от величины а и от природы тела. Если мы примем эту скорость пропорциональной о, то получим уравнение [c.477]

Ранее при определении состояний плоской деформации и изгиба вязко-упругих сред мы всюду в рассматриваемом теле считали модули упругости и сдвига " и С и коэффициент вязкости .1 постоянными материала. В 1.5—1.7, где с некоторыми подробностями рассматривались уравнения состояния твердых тел, мы видели, что упругие свойства твердых тел зависят от двух важных переменных состояния, а именно от абсолютной температуры Г и от среднего напряжения а то же следует предположить и относительно свойства вязкости. Помня, что температура Т и среднее напряжение а==—р сильно увеличиваются с глубиной под поверхностью земли, можно теперь пересмотреть определенные в предыдущих параграфах общие виды складкообразования в верхних слоях земли и вязко-упругого деформирования наружной твердой коры при заданных внешних силах, уделив внимание изменению с увеличением глубины постоянных материала , С, V и 1, входящих в соотошения между напряжениями и деформациями и между напряжениями и скоростями деформаций. [c.411]

Ограничения математической теории (123). — 77. Диаграммы зависимости между напряжениями и деф ормациями (124).— 78. Предел пропорциональности, предел упругости и критическая точка (125).—79. Влияние времени. Пластичность (127). — 79А. Мгновенные напряжения (12в). — 80. Вязкость твердых тел 81. Анизотропия вследствие остаточной деформации (129).— 82. Повторная нагрузка (129). —82А.-Уда-шй гистегезис (130). — 83. Гипотезы относительно условий разрушения (131). — 84.ЧЦели [c.8]

Важнейшими механическими свойствами всех твердых тел являются упругость, пластичность, вязкость. Под упругостью понимают свойство тела восстанавливать свои размеры и форму после снятия действующих на него сил. Математически это выражается однозначной зависимостью между напряжениями и деформациями. Протовоположным свойством является пластичность, которое состоит в том, что после снятия действующих сил тело изменяет свои размеры и форму в зависимости от истории нагружения. Наконец, свойство вязкости проявляется в том, что после нагружения тела напряжения и деформации в нем изменяются с течением времени. [c.31]

Взрывные способы возбуждения возмущений. Возмущения в деформируемом теле можно вызвать с помощью взрывчатых веществ (В. В.). Как известно, взрывчатым веществом называют вещество, способное под влиянием внешних воздействий (тепла, давления, механического удара) за короткий промежуток времени полностью или частично превращаться в другие, более устойчивые вещества (больщей частью газообразные). Процесс превращения одного вещества в другие называется взрывом, а образующиеся при этом газообразные вещества — продуктами взрыва. Взрывчатые вещества могут быть детонирующими (характеризуются высокой скоростью реакции и высоким давлением) и воспламеняющимися (характеризуются медленным сгоранием и более низким давлением). Больший интерес представляют детонирующие В. В., находящиеся, как правило, в твердом состоянии и обладающие свойствами упругости, вязкости и пластичности. Сравнительная оценка взрывчатых веществ проводится по фугасному и бризантному действиям. Фугасным действием называется способность В. В. производить разрушающее взрывное воздействие, оно зависит от скоростей расширяющихся газов в области взрыва. Бризантность является мерой дробящего воздействия В. В. Возбуждение взрыва во взрывчатом веществе вызывается каким-либо внешним воздействием и может быть реализовано в одной или нескольких точках с помощью различных детонаторов. Детонация — процесс химического превращения В. В., распространяющийся в виде детонационной волны с большой постоянной скоростью В, измеряемой в тыс. м/с и зависящей от ряда факторов [47, 38]. Процесс взрыва сопровождается высокими давлением и температурой, обладает энергией, освободившейся при химическом превращении В. В. и способной соверщить механическую работу при расширении продуктов взрыва со скоростью [c.14]

Различают внутреннее трение (вязкость), т. е. противодействие относительному перемещению частиц внутри твердого тела при его упругом или пластическом деформировании или в газах и н идкостях, и внешнее трение, т. е. сопротивление перемещению двух соирикасающих твердых тел (деталей) вдоль иоверхностп иеремещепия. Последнее разделяют на трение качения и трение скольжения. [c.212]

Теоретической основой постановки экспериментальных исследований для многочисленных механизмов, работающих в масляной среде, является контактно-гидродинамическая теория смазки. Контактно-гидродинамический режим смазки является типичным для условий работы зубчатых и фрикционных передач, подшипников, катков и других механизмов. Основная задача теории заключается в определении контактных напряжений, геометрии смазочного слоя и температур при совместном рассмотрении уравнений, описывающих течение смазки, упругую деформацию тел и тепловые процессы, протекающие в смазке и твердых телах. Течение смазки в зазоре описывается уравнениями, характеризующими количество движения, сплошность, сохранение энергии и состояние. Деформация тел определяется основными уравнениями теории упругости. Температурные зависимости находятся из энергетического уравнения с использованием соответствующих краевых условий. Плоская контактно-гидродинамическая задача теории смазки решалась с учетом следующих допущений деформация ци-лидров рассматривалась как деформация полуплоскостей упругие деформации от поверхностного сдвига считались малыми для анализа течения смазки использовалось уравнение Рейнольдса при вязкости смазки, явля- [c.165]

Теплопроводностью называется та форма передачи тепла, которая всецело обусловлена зависящими от местной температуры движениями микроструктурных элементов тела. В газах микро-структурными движениями являются беспорядочные молекулярные движения, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры. Подобно тому как молекулярное движение обусловливает перенос массы—диффузию, перенос импульса — вязкость, таким же образом оно приводит к переносу энергии—теплопроводности. В твердых металлах при средних температурах передача тепла происходит вследствие движения свободных электронов, в совокупности образующих электронный газ , который по своему поведению похож на обычный газ. В неметаллических твердых телах теплопроводность осуществляется в основном упругими, акустическими волнами, образуемыми вследствие согласованности смещений всех молекул и всех атомов из их равновесных положений. Взаимодействие волн приводит к энергетическому обмену между ними, что проявляется в изменении одних амплитуд за счет других, а также в сдвиге фаз колебаний. Выравнивание температуры из-за теплопроводности можно понимать, имея в виду описанный механизм, как переход к беспорядочному распределению накладывающихся друг на друга волн, при котором распределение энергии колебаний равномерно во всем теле. Следует заметить, что упругостная составляющая теплопроводности способна играть некоторую роль и в металлических телах. Что касается жидкости, то там она вновь получает первостепенное значение. Микрофизические теории теплопроводности отличаются большой сложностью и во многом еще не завершены. В настоящем курсе, как было уже сказано, вся проблема будет рассматриваться только в макроскопическом плане. [c.9]

Физические свойства граничных пленок жидкости, как показали исследования различных авторов, в значительной степени отличаются от свойств самой жидкости в частности, вязкость минеральных масел вблизи границы твердого тела скачкообразно увеличивается граничные слои способны выдерживать большую нормальную нагрузку, не разрушаясь неограниченно долго при действии тангенциальных внешних сил в граничном слое, как в упругом теле, возникает упругая деформация сдвига и т. д. Эти свойства позволили дать определение граничному слою, как квазитвердому телу. Таким образом, при течении жидкости происходит уменьшение эффективного сечения щели в результате образования на ее поверхности прочно фиксированных адсорбционных слоев полярных молекул. [c.136]

Недавно К. К. Шальневым и С. П. Козыревым была выдвинута релаксационная гипотеза. механизма соударения малогабаритных объемов жидкости (капля, струя) с твердым телом (Л. 67]. Согласно этой гипотезе наличие пика давления (р) на осциллограмме р г), где т — время соударения, а также малое время нарастания этого пика (Ti) объясняются тем, что за период Tj капля (струя) упруго деформируется (происходит отрицательная релаксация), а за период Тг происходит падение напряження от сил вязкости (положительная релаксация). Импульс давления согласно данной гипотезе будет зависеть от ряда [c.141]

Как показали исследования И. К- Скобеева, коагуляция глинистых пульп под действием извести нередко сопровождается их структурированием, т. е. сцеплением отдельных образующихся при коагуляции хлопьевидных агрегатов частиц как бы в единый минеральный каркас — сплошную сетчатую структуру. Структурированные пульпы обладают некоторой механической прочностью, упругостью, структурной вязкостью и пластичностью, т. е. проявляют одновре- менно свойства жидкости н твердого тела. Сетчатая струк- тура пульп разрушается при механическом воздействий (энергичное перемешивание, встряхивание и т. д.), но после прекраш,ения воздействия вновь восстанавливается. [c.292]

Исследователи, изучающие движение сыпучей среды, из общих законов механики могут предсказать основные качественные черты движения. Поэтому к математическим способам описания неизвестных эмпирических зависимостей, в которых выбор вида аппроксимирующей функции осуществлен формальным образом, обычно не прибегают. Наиболее привычной формой описания движения являются дифференциальные уравнения. Достаточно просто решаются дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. Поэтому сплошную среду описывают моделью, состоящей из системы твердых тел, связанных взаимно и с пове])Хностью лотка со стандартными элементами линейной упругости, линейной вязкости, сухого трения с постоянными коэффициентами и простейшими ударными элементами. Такие модели позволяют получить общее решение, поэтапно используя решения линейных систем. Число масс упругих, вязких, ударных элементов сухого грения определяет число посгоянных, подлежащих определению из эксперимента. С увеличением числа элементов возрастает точность описания экспериментальных результатов. Такие модели способны описывать с достаточной гочносгью все необходимые зависимости — = Кг (о), где вектор а — совокупность всех параметров, влияющих на /(, т. е пространство параметров, в котором ведется эксперимент. Решение дифференциальных уравнений движения дает теоретические значения К . Но эти значения зависят от численных значений параметров модели с . Их определяют, минимизируя квадратическую ошибку между экспери енгальными значениями (aj и теоретическими значениями подсчитанными при тех же комбинациях параметров а,-, при [c.90]

Модель абсолютно твердого тела с безынерционными деформируемыми связями. В различных задачах связям приписывают свойства упругости, пластичности, вязкости. Случай соударения твёрдых тел с упругими связями поэсазан на рис. 6.7.3, а. Типы однокомпонентных и многокомпонентных связей приведены в табл. 6.7.1. [c.405]

Среди вискозиметров разных типов наибольшее значение имеют ротационные и капиллярные приборы. Важная особенность ротационных вискозиметров заключается в том, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, релаксации напряжения, сдвиговой прочности, тиксотропии и т. д.) в упругих жидкостях и у материалов, занимаюш,их промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Поэтому ротационные приборы имеют основное значение для характеристики механических свойств очень широкого круга материалов в текучем состоянии — от полимерных систем и пиш,евых продуктов до расплавов шлаков и стекол. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...