Уравнение состояние для материала

Приведем результаты расчета круглой мембраны постоянной толщины радиуса R = 50 мм, начальной толщины ho = 1 мм, нагруженной постоянным во времени равномерным давлением р = 0,5 МПа. Постоянные в уравнении состояния для материала мембраны а = 250 МПа с "-, = 0,33, = 0. [c.183]

Установим реологические уравнения состояния для материала, определяемого гипотезой (6.1). Воспользуемся зависимостями (3.17) и (2.21), которые связывают/-л и ро с величинами Ц, определяющими в каждый момент времени t направление единичной нормали п относительно выбранного вмороженного векторного [c.139]

Рассмотрим решение двумерной задачи прессования круглого прутка в жесткой конической матрице, основанное на исследовании течения материала в коническом канале, проведенном В. В. Соколовским [121 ]. В этом решении предполагается, что течение является радиальным и используется модель нелинейно-вязкого т-ела. Уравнение состояния для этого случая следует из уравнения (2.100) при = О, tUi т. Тогда начальный участок кривой ползучести — прямая линия. Так же, как и для плоской задачи (см. 38), В. В. Соколовским показано, что и для осесимметричной задачи решение ее сводится к интегрированию [c.150]

Более того, кинетическая теория и ее обобщение на высокоэластические жидкости (глава 6) представляется единственной молекулярной теорией для полимерных систем (и возможно также для любых систем), которая развита настолько, что позволяет получать полные реологические уравнения состояния в форме, пригодной для приложения к любому типу истории деформации, не ограниченному малыми деформациями и малыми скоростями деформации. В главе 8 будет показано исключительное разнообразие возможных форм реологических уравнений состояния для изотропных упругих жидкостей и твердых тел, отличных от идеально упругих веществ. Поэтому маловероятно, чтобы корректные уравнения для любого заданного материала можно было бы определить на основании только лишь результатов опытов. Любая молекулярная теория, позволяющая сделать предпочтительный выбор одной формы уравнения перед другой, может оказаться ценной. [c.112]

Таким образом, приходим к абсурдному выводу о том, что декартовы компоненты в состоянии t зависят от выбора базисных векторов, принятого в расчете. Записанные выше соотношения не являются поэтому возможными реологическими уравнениями состояния для какого-либо реального материала. [c.367]

В силу нелинейности физических уравнений состояния для рассматриваемого вязкоупругопластического материала напряжения не будут изменяться в соответствии с деформациями [c.131]

Вывод соотношения для скачка производной по времени от вектора напряжений оказывается нисколько более длинным. Будем исходить из кинематических соотношений и из уравнений состояния упругопластического материала, подчиняющегося условию текучести Мизеса и закону течения Прандтля—Рейсса [c.170]

Отметим, что в общем случае (без введения указанных концепций) определить зависимость а п d от времени можно лишь из решения задачи сопряжения концевой зоны со всей остальной областью. Получить такое решение для общего случае в настоящее время весьма затруднительно [69, 141], поскольку экспериментальные исследования деформирования материала в концевой зоне только начинаются и еще не получены уравнения состояния для зоны, вязко-упругое деформирование которой проходит при чрезвычайно высоких напряжениях. [c.67]

Для прогноза характеристик жаропрочности н получения расчетным путем первичных и изохронных кривых по результатам испытаний ограниченного объема проанализирован один из возможных вариантов уравнения состояния. Составлены алгоритмы и программы статистической обработки результатов испытаний с измерением пластической деформации на всех этапах процесса ползучести с целью определения параметров уравнения и расчета кривых ползучести и релаксации напряжений. Проведен анализ устойчивости оценок параметров уравнения состояния — характеристик материала. Показано, что достаточно устойчивое решение [c.43]

В ряде задач используются новые представления (например, в задачах 1.29—1.31 и 3.19—3.22) кроме того, в нескольких разделах книги можно найти ранее не публиковавшиеся идеи. Например, в результате дискуссии между автором и редактором в гл. 6 была устранена некоторая нелогичность, присущая предыдущей работе, и предложен новый подход к уравнениям состояния, закону соответственных состояний и к соотношению между приведенными уравнениями состояния для молекулярных цепей и для их компонентов. Задачи 17.7—17.9 содержат новый материал, основанный на использовании метода случайных блужданий. В нескольких других местах в книге впервые приводятся результаты последних исследований (например, в задаче 5.5). [c.7]

Нечасто требуется иметь в распоряжении уравнения состояния для плоского напряженного состояния в случае более общем, чем для ортотропного материала. Поэтому с учетом начальных дефор- [c.266]

Следует отметить, что уравнения состояния для ортотропного материала часто задаются в глобальной системе координат (х, у), а элемент необходимо построить в осях координат (х, у ), связанных [c.267]

Заключение. Раньше чем дать решение какой-нибудь частной проблемы движения жидкостей в пористой среде, следует разработать общую формулировку гидродинамики рассматриваемого течения. Любое такое исследование можно представить себе как формулировку в новой редакции хорошо известных основных определений и закономерностей механики, выраженных гидродинамическими значениями так, чтобы их можно было приложить к течению жидкостей. Это требует раньше всего, чтобы течение полностью подчинялось закону сохранения материи. Поэтому оно должно удовлетворять уравнению неразрывности [(1), гл. III, п. 1], которое является аналитическим утверждением закона сохранения материи. После этого необходимо определить термодинамическую природу интересующей нас жидкости и режим течения. Природа жидкости в общем виде может быть представлена зависимостью между давлением, плотностью и температурой его [уравнение (3), гл. Ill, п. 1], которое является уравнением состояния жидкости. Постоянство плотности в уравнении состояния характеризует собой несжимаемую жидкость. Так, закон Бойля может быть принят в. качестве уравнения состояния для течения идеального газа. Термодинамический режим течения может быть охарактеризован аналогичным путем зависимостью между давлением, плотностью и температурой. Так, температура потока постоянна при изотермическом режиме и изменяется от известного показателя степени плотности для адиабатического режима. Наконец, необходимо установить динамические связи жидкости с градиентом давления и внешними силами. В основном это дается гидродинамическим подтверждением первого закона движения Ньютона. Из всех характеристик течения, требуемых формулировками, эта характеристика является наиболее специфичней. В то время как все жидкости должны удовлетворять уравнению неразрывности, и большие группы их могут контролироваться единичным уравнением состояния, одна и та же жидкость может иметь различные динамические характеристики в зависимости от условий, при которых происходит движение, и среды, в которой поток движется. [c.125]

Обращаясь к (14.15), мы видим, что вследствие принципа независимости материала от системы отсчета уравнения состояния для простых материалов имеют вид [c.229]

Определение упругих материалов основывается непосредственно на наблюдении, что напряжения в таких материалах зависят только от величин деформаций в текущий момент времени. Материал называется упругим, если напряжения в нем в произвольный момент времени t зависят только от локальной деформации в этот момент времени и не зависят от предыстории деформирования. Это означает, что уравнения состояния для упругих материалов имеют вид [c.236]

В методическом отношении книга написана весьма удачно. Изложение начинается с формулировки общих принципов сохранения, справедливых для любой сплошной среды, а затем вводятся замыкающие реологические и термодинамические соотношения (уравнения состояния), подробное обсуждение которых и составляет основное содержание книги. Характер таких уравнений состояния положен в основу классификации реальных неньютоновских сред. При атом наряду с формальным континуальным подходом авторы широко используют феноменологический подход и постоянно апеллируют к интуиции читателя, что способствует расширению круга читателей за счет лиц, обладающих различными типами мышления. Б отличие от большинства известных работ формально-аксиоматического направления авторы большое внимание уделяют принципу объективности поведения материала, что позволяет выделить модели, описывающие реальные материалы, из [c.5]

Трусделл [16] предложил модель реологического уравнения состояния, которое, удовлетворяя принципу объективности поведения материала, объединяет оба понятия — упругость и текучесть — в единые рамки. Жидкость с конвективной упругостью определяется как материал, для которого напряжение зависит от деформации (т. е. как упругий материал ) однако эта деформация определяется не в терминах предпочтительной формы, а через отличие конфигурации материала в момент наблюдения (когда измеряется напряжение) от конфигурации материала в некоторый фиксированный момент, предшествующий моменту наблюдения. [c.74]

Значительно более общим выглядит предположение о том, что напряжение определяется полной историей деформации (в некотором смысле, который должен быть уточнен). Это предположение служит основой теории простых жидкостей с затухающей памятью, которая будет обсуждаться в этой главе. Предлагаемая теория аксиоматична в том смысле, что она логически вытекает из основополагающих предположений, которые рассматриваются как определения некоторого класса материала (а именно простых Жидкостей с затухающей памятью определенного типа) независимо от того, существуют ли в природе какие-либо материалы, удовлетворяющие этим предположениям. Тем не менее эта теория является настолько общей по своему характеру, что почти все реологические уравнения состояния, описанные в научной литературе, представляют ее частные случаи. Такая общность обеспечивает то, что все результаты, полученные в рамках этой теории, имеют очень широкую значимость. С другой стороны, в рамках общей теории можно решить лишь немногие проблемы механики жидкости, и для рассмотрения практических задач часто требуется использование более специальных основополагающих предпосылок. [c.130]

Это уравнение является, по существу, и допущением о виде уравнения состояния материала оно описывает материалы, для которых напряжение изотропно, и, следовательно, может быть полностью определено одной скалярной величиной (давлением). Таким образом, это допущение заключается в том, что давление полностью определено мгновенными значениями удельного объема и температуры. [c.147]

Уравнения (4-4.4) — (4-4.6) получаются на основании первого и второго законов термодинамики, применяемых к материалам, состояние которых (давление, свободная энергия и т. п.) определяется только текущими значениями Г и F. Уравнения (4-4.5) и (4-4.6) представляют собой ограничения, налагаемые законами термодинамики на допущения о состоянии материала в том смысле, что запрещается постулировать такие уравнения состояния, скажем, для А -а Р, которые не удовлетворяют (4-4.5). В последующем рассмотрении увидим, как получаются соответствующие уравнения (или ограничения) для материалов с памятью. Мы столкнемся с тем дополнительным осложнением, что напряженное состояние нельзя, вообще говоря, рассматривать как изотропное. [c.149]

В (4-4.16), при условии, что она не входит явно в качестве независимой переменной в уравнения состояния. Это является фактически допущением о состоянии материала (см. уравнение (4-4.36)), но следует подчеркнуть, что чисто вязкие жидкости в этом отношении исключаются из анализа ). На этом основании для того, чтобы соотношение (4-4.41) выполнялось для всех процессов, член, содержащий D, должен быть тождественно равен нулю. Следовательно, тензор, стоящий в соотношении (4-4.41) в квадратных скобках, должен быть изотропным. Итак, получаем [c.162]

Если рассматривать уравнение (6-3.1) как справедливое для любой предыстории, а не только в предельном случае малых деформаций, оно представляет собой пример интегрального уравнения состояния. Физическая предпосылка, лежащая в основе уравнения (6-3.1), ясна предполагается, что все деформации, которые имели место в прошлом и измеряются при помощи тензора Коши, дают линейный вклад в текущее значение напряжения. Весовая функция / (s) представляет собой материальную функцию, которая полностью определяет Частный тип материала, удовлетворяющего такому правилу линейности. Линейное соотношение, выражаемое уравнением (6-3.1), известно также как принцип суперпозиции Больцмана. [c.216]

Поэтому, хотя топология, связанная с уравнением (6-3.46), не является, конечно, физически невозможной, материал, описываемый таким уравнением состояния, не будет удовлетворять большинству общих теорем теории простой жидкости, и термодинамический анализ, проведенный в разд. 4-4, не будет для него справедлив. Кроме того, общая теория функционалов, непрерывных по отношению к топологии, подобной той, которая связана с уравнением (6-3.46), не разработана, так что нельзя сделать никаких общих утверждений, справедливых для такого класса материалов. [c.228]

Завершим этот раздел замечанием, касающимся релаксационных уравнений вообще. В самом общем виде релаксационное уравнение не определяет единственный материал, т. е. единственный функционал, который описывает напряжение в данный момент, если задана предыстория деформаций. Рассмотрим аналогичный случай для функций. Если функция определяется посредством дифференциального уравнения, должны быть заданы начальные условия. Если начальные условия не заданы, дифференциальное уравнение определяет целую систему функций. Вообще говоря, если не сделано дополнительных предположений, релаксационное уравнение состояния определяет одновременно ряд функционалов, т. е. ряд различных материалов. Возможно даже, что среди материалов, определенных таким образом, представлены жидкости и твердые тела одновременно. [c.246]

Прежде всего внимание должно быть уделено накоплению экспериментальных данных о физико-механических свойствах различных материалов в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным — экстремальным для данного класса материалов, чтобы получить уравнения состояний материала при заданных условиях силового и теплового воздействий. [c.662]

Для материала со слабовыраженным упрочнением, действительную диаграмму деформирования которого можно заменить диаграммой идеального упруго-пластического тела согласно рис. 104, вместо шести физических уравнений берут одно из условий пластичности, например (11.9). Такая замена шести физических уравнений одним не позволяет однозначно определять деформации для тела, полностью находящегося в пластическом состоянии. Однозначное решение при использовании уравнения (11.9) можно получить только в том случае, если тело находится в упруго-пластическом состоянии, т. е. наряду с пластическими в нем существуют и упругие зоны. [c.271]

Как видно из описания, опыт, проводимый методом последовательных расширений, заключается в измерении нескольких давлений и точность полученных величин в основном определяется точностью измерения давления. Пользуясь этим методом, не нужно проводить предварительного определения объема пьезометров, а если они изготовлены из одинакового материала, то нет необходимости знать их температурный коэффициент объемного расширения, что существенно, например, при использовании метода пьезометра. Другой особенностью метода является отсутствие необходимости проводить определение количества исследуемого газа. Это дает методу последовательных расширений определенные преимущества перед другими методами в области невысоких давлений, так как в этом случае измерение количества газа трудно провести с высокой точностью. Отметим, что, как следует из 1.4, именно эта область интересна для отыскания вириальных коэффициентов уравнения состояния. [c.144]

Обычно уравнения состояния для материала, которые в настоящем рассмотрении относятся только к механическим характеристикам материала, задают путем постулирования полного набора коэффициентов, связывающих каждую компоненту напряжения со всеми компонентами деформации. Далее, из соображения симметрии и учета анизотропных свойств материала число коэффициентов уменьшают таким образом, чтобы они отвечали соответствующим механическихм характеристикам среды, например наличию в ней ортотропной плоской деформации. Ниже, чтобы отчетливо показать физическую природу этих свойств и осветить результаты эксперимента, будем двигаться в обратном направлении от наиболее простых аспектов поведения материала к более сложным. [c.116]

Для первого и второго периодов процесса распространения волн напряжений в плите построение тензора кинетических напряжений (Т) в областях возмущений волн нагрузки, разгрузки и отраженных волн подробно рассмотрено в 2 и 3 гл. 2 при условии линейной зависимости а = ЗКе. При больших давлениях зависимость а = о (е) сложнее, поэтому рассмотрим более общие определяющие уравнения, представленные уравнением состояния среды (материала плиты) е = е (сг) и де-виаторным соотношением [c.253]

В основном на нетермодинамическом и эмпирическом материале построены главы 5 и 6, в которых расс матри-ваются свойства чистых веществ в околокритической области и типы уравнений состояния для чистых веществ. Авторы считали необходимым включить этот материал в книгу из соображений общности. [c.4]

Материал Колемана — Нолла. Пусть упругоползучее тело изготовлено из материала типа Колемана — Нолла [549]. Одна из форм уравнений состояния для таких тел, удовлетворяющих требованию независимооти от системы отсчета, имеет вид (для простоты записи и в дальнейшем аргумент д опущен) [c.304]

Исследование деформации материала в плоских волнах напряжений используется в основном для экспериментального определения гидродинамического уравнения состояния, для определения зависимости сопротивления сдвигу от уровня давления и изучения специфических процессов разрушения материала во взаимодействующих волтгазг разрежения.--------------------------------------------- [c.14]

Косвенный метод определения сопротивления сдвигу за фронтом ударных волн не обеспечивает достаточной достоверности результатов. Последнее связано с отсутствием данных об изменении характеристик упругости материала в зависимости от величины давления, недостаточным объемом данных для построения изентропы разгрузки в области упруго-пластического поведения материала и использованием приближенного уравнения состояния для расчета процесса пластического течения, не учитывающего сложного реологического поведения материала под нагрузкой. В частности, о значительном отклонении принятой для расчета модели материала от его реального поведения [c.201]

Следует отметить, что в случае макроподхода также важно учитывать разнородность материалов. Однако особое значение в этом случае приобретает уравнение состояния для всей композиции в целом. В частности, для слоистого материала необходимо принимать во внимание, что диаграмма напрял<ение — деформация зависит от направления. Здесь остановимся на рассмотрении зависимости напряжение— деформация для ортотропного материала, полагая, что имеет место плоское напряженное состояние. [c.62]

Получение уравнений состояния. Для построения уравнений состояния материала при малоцикловом нагружении применяют весьма эффективный метод, основанный на испольдонании конечных соотношений между напряжениями и деформациями. Теоретической основой этого метода является концепция Ильюшина и Москвитина, согласно которой для больщинства реальных условий нагружения и типов конструкций справедливы конечные соотношения. Разработана деформационная теория малоциклового нагружения, являющаяся обобщением теории малых упругопластических деформаций- Подтверждением этой теории служат многочисленные экспериментальные данные, а также существование обобщенной диаграммы малоциклового нагружения, установленной экспериментально для большого числа конструкционных материалов. [c.20]

Значит, параметры характеризуют форму материала и не испытывают влияния квазитвердого движения. Разности yij t) —уцЦ ) полностью описывают взаимные с-г. ецхения частиц для любого деформированного состояния t i. Поэтому они могут быть использованы как переменные в реологическом уравнении состояния. Для любого заданного состояния движения фактические значения переменных Yi будут связаны с конкретным выбором системы базисных векторов. Однако свойства материала и, следовательно, форма реологических уравнений состояния не должны зависеть от этого выбора. При выводе отдельных возможных типов реологических уравнений состояния мы будем следовать методам, гарантирующим удовлетворение этого требования (главы 4, 5, 6). [c.41]

В силу пелипейпости физических уравнений состояния для рассматриваемого вязкоуиругопластического материала напряжения не будут изменяться в соответствии с деформациями (13.8). Раскладывая их в ряд Фурье и удерживая только первый член (моногармоническое приближение), получим следующие амплитудные соотношения [c.338]

Вторая группа уравнений представляет запись определенных физических законов, описывающих поведение конкретных материалов. Вид этих уравнений зависит от класса рассматриваемых материалов значения параметров, появляющихся в уравнениях, зависят от конкретного материала. Имеются в основном четыре уравнения этой группы. В недавнем весьма общем подходе Коле-мана [1—3]рассматриваются уравнения, в точности определяющие следующие четыре зависимые переменные внутреннюю энергию, энтропию, напряжение и тепловой поток. Этот подход будет обсуждаться в гл. 4. На данном этапе мы предпочитаем значительно менее строгий подход, в котором используются понятия, взятые из классической термодинамики. При таком упрощенном подходе по-прежнему используютсячетыреуравнения, описывающие поведение рассматриваемых материалов термодинамическое уравнение состояния, которое представляет собой соотношение между плотностью, давлением и температурой реологическое уравнение состояния, связывающее внутренние напряжения с кинематическими переменными уравнение для теплового потока, связывающее тепловой поток с распределением температуры уравнение, связывающее внутреннюю энергию с существенными независимы- [c.11]

Уравнения (2-2.11), (2-2.12) и (2-2.20) непосредственно показывают, что ньютоновское реологическое уравнение (1-9.4) удовлетворяет принципу объективности поведения материала. Уравнение неразрывности для жидкостей с постоянной плотностью, записывающееся в виде (1-6.10), оторое также включает термодинамическое уравнение состояния, удовлетворяет указанному принципу. Действительно, [c.62]

Любое реологическое уравнение состояния, записанное в терминах тензорных компонент в конвективной системе координат, автоматически удовлетворяет принципу объективности поведения материала [1, р. 46]. Из этого в литературе часто незаконно делают вывод, что такие уравнения, записанные в некоторой алгебраически простой форме, имеют некий особый физический смысл. Предположения о линейности , которые типичны для старых неинвариантных формулировок линейной вязкоупругости, были сделаны инвариантными относительно системы отсчета при помощи метода конвективных координат и, следовательно, предполагались физически реальными, хотя имеется бесчисленное количество других возможностей удовлетворить принципу объективности поведения материала, равно подтверждаемых (или не подтверждаемых) с феноменологической точки зрения. Смешение систем координат и систем отсчета оказывается даже более вопиющим в некоторых опубликованных работах, основанных на методе конвективных координат, а различие между тензорами (как линейными операторами, отображающими евклидово пространство само в себя) и матрицами тензорных компонент часто совершенно игнорируется. Наконец, конвективным производным часто приписывался некоторый особый физический смысл, и бесплодные дискуссии о том, что они являются истинными временными производными, были вызваны неправильным толкованием метода конвективных координат. В данном разделе мы собираемся осветить этот вопрос в соответствующей перспективе и указать некоторые распространенные ошибки, встречаюпщеся при применении данного метода. [c.111]

Об уравнениях состояния железа. Рассмотренные выше модель и схема расчета использовались для исследования нестационарного движения, когда материалом ударника и мишени является железо, в котором, как известно, за ударной волной достаточной интенсивпости происходит превращение Бе Fe , а в разгрузке Fe< Fe . В невозмущенном состоянии материал находится в состоянии первой (Fe ) фазы (аю = 1). Фазовая диаграмма для железа в рГ-координатах приведена на рис. 3.4.1, где также нанесена ударная адиабата OAiA . Далее фаза Fe будет называться и отмечаться индексом как вторая фаза. [c.274]

В физике элементарных частиц состоянием со спонтанно нарушенной симметрией считается вакуум. В современной теории вакуум — не пустота, а состояние квантовой материи с наинизшей плотностью энергии. В упомянутых в 1, п. 7 объединенной теории слабых и электромагнитных взаимодействий и в единой кварк-глюонной теории сильных взаимодействий спонтанное нарушение вакуума является одним из краеугольных камней. В этих теориях исходные уравнения для этой квантовой материи обладают существенно более высокой симметрией, чем вакуумное решение. Спонтанное нарушение симметрии вакуума является довольно сильным и имеет место для всех типов взаимодействий. Даже различие интенсивности сильных и электромагнитных взаимодействий получается как эффект спонтанного нарушения. Тем не менее, как будет видно ниже, особенно в 7, п. 4, остатки этих исходных или, как их часто называют, высших симметрий убедительно проявляются во многих аспектах. На основе высших симметрий было сделано много оправдавшихся фундаментальных предсказаний (существование й -бариона ( 4, п. 5), спектр шармония ( 7, п. 5), существование слабых нейтральных токов и т. д.). Поэтому гипотеза о спонтанном нарушении симметрии вакуума пользуется всеобщим признанием, даже несмотря на то, что ее сколько-нибудь последовательная количественная трактовка до сих пор отсутствует. [c.298]

Кроме сказанного выше, обратим внимание на следующее важное обстоятельство. Нелинейные уравнения теории ползучести (2.5), (2.6) или (2.8), строго говоря, применимы лишь в случае отсутствия разгрузок. В самом деле, опытами [17, 23] установлено, что в области нелинейной ползучести для таких типичных стареющих материалов, как бетон, полимеры и ряд других, последействия в них и после разгрузки при различных уровнях напряжения не следуют тому же нелинейному закону, по которому развиваются деформации пoJПзyчe ти при нагружении их согласно уравнениям (2.5), (2.6) или (2.8) нелинейной теории ползучести. Более того, на основании некоторых предварительных данных представляется возможным полагать, что явления последействия в стареющем материале при его разгрузке в области высоких напряжений по своему характеру будут протекать ближе к линейному закону, хотя при этом по-прежнему будет иметь место неполная обратимость деформации ползучести. Поэтому нелинейная теория ползучести неоднородно-стареюпдах тел, основанная на исходных уравнениях состояния (2.5), (2.6) или (2.8), т. е. на допущении подобия кривых ползучести, и не учитывающая явление смягчения нелинейности деформации ползучести стареющего материала со временем, а также различия между эффектами нагрузки и разгрузки, является хотя и важным, но лишь первым шагом в создании нелинейной теории ползучести нёоднородно-стареющих тел. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...