Релаксация вязкости

Главное, что будет излагаться в этой книге, по существу, состоит из трех основных частей 1) основные понятия о перемещениях, внутренних напряжениях, деформациях и работе внутренних сил, а также о процессе нагружения малого элемента твердого тела 2) основные механические свойства твердых тел, такие, как упругость и идеальная пластичность, текучесть, ползучесть и релаксация, вязкость и динамическое сопротивление, усталость и разрушение 3) основные кинематические и геометрические гипотезы, упрощающие математическую постановку задач о напряжениях, деформациях, перемещениях и разрушениях твердых тел при различных внешних воздействиях, а также основные уравнения и методы решения задач о деформации и прочности тел. Методы сопротивления материалов отличаются от более строгих методов теории упругости и пластичности в основном введением ряда упрощающих предположений кинематического и геометрического характера и, тем не менее, в большинстве случаев оказываются достаточно точными. [c.12]

Рассматривается аналогичное решение уравнений движения совершенного двухатомного газа с колебательной релаксацией. Вязкость и теплопроводность газа не учитываются. Одномерное стационарное течение описывается уравнениями (11.3). Для простоты будем считать все теплоемкости постоянными [c.91]

Под идеальной понимается жидкость, в которой пренебрегают всеми процессами релаксации вязкостью, теплопроводностью и т. д. Получим сначала общие уравнения, которым удовлетворяет скорость V течения идеальной жидкости. Вследствие ее малой сжимаемости в большинстве случаев, кроме специально оговоренных, мы будем предполагать, что жидкость несжимаема. Запишем условие несжимаемости математически. [c.96]

РЕЛЕЯ И РЕЛАКСАЦИЯ ВЯЗКОСТИ [c.360]

Здесь т]о— статическая вязкость, а %s— время релаксации вязкости, которое можно оценить из (22.7), заменив ц на ц. Оценка для [c.366]

Аналогичные выражения получаются для ава и вязкости удлинения т)е. Очевидно, что интегралы в уравнении (6-3.13) суш,ествуют лишь в том случае, если аргументы экспоненциальных функций отрицательны. Это определяет предел возможных значений величины 7 по отношению к величине наибольшего времени релаксации 1. Например, для течения удлинения, определяемого уравнением (5-3.12), находим [c.219]

Член N описывает релаксацию директора к равновесию под действием молекулярного поля, а второй член в (40,3) — ориентирующее действие градиента скорости на директор, Коэффициент v (с размерностью вязкости) и коэффициент Я, (безразмерный) в этих членах имеют кинетическую (а не термодинамическую) природу ). [c.209]

Из этой формулы, впервые полученной Максвеллом в 1859 г., следует парадоксальный вывод коэффициент вязкости не зависит от плотности газа Действительно, так как время релаксации т по порядку величины равно среднему времени свободного пробега, то [c.149]

Свойства наследственно-упругого тела, обнаруживаемые при испытаниях на ползучесть или релаксацию и проиллюстрированные графиками на рис. 17.5.1 и 17.5.2, легко воспроизвести на модели, изображенной на рис. 1.10.2. Если обозначить через е перемещение, на котором производит работу сила а, то, как совершенно очевидно, при мгновенном приложении нагрузки сначала растянется только пружина 1 жесткость пружины, или модуль El, представляет собою мгновенный модуль. По истечении достаточно большого времени система приблизится к состоянию равновесия, когда скорость, а следовательно, и сопротивление движению поршня в цилиндре с вязкой жидкостью становятся равными нулю. В предельном состоянии податливости пружин складывается, следовательно, длительный модуль определяется следующим образом -f Е . Обозначая через т) коэффициент вязкости, который определяет силу сопротивления движению поршня о в зависимости от скорости по формуле а = цё п вводя обозначения [c.589]

Уменьшение времени релаксации особенно характерно для вязких полярных жидкостей, вязкость которых сильно понижается с ростом температуры. [c.152]

Нанесение износостойких покрытий - наиболее распространенный и хорошо разработанный метод улучшения триботехнических свойств материалов. На его базе успешно реализованы различные технологические решения, позволяющие существенно улучшить качество поверхностного слоя и повысить прочность сцепления покрытия с подложкой. Конструирование многослойных покрытий является перспективным направлением поверхностной модификации, позволяющим плавно изменять свойство композиции по глубине и исключить отрицательное влияние хрупкого переходного слоя. Материал подслоя выбирают из соображений химической совместимости с основой, а также в целях исключения образующихся в граничной области хрупких интерметаллидных соединений. Идея создания многослойных покрытий реализована для повышения прочности поверхностных слоев, релаксации остаточных напряжений в модифицированных слоях, а также для увеличения вязкости и трещиностойкости. [c.262]

Характер теплового движения молекул жидкостей отличается от характера теплового движения молекул газов тем, что молекулы первых в каждой точке изменения направления зигзагообразной траектории как бы задерживаются на некоторое время, совершая в этом положении колебания с частотой 10 —в 1 с (тепловые колебания). Чем больше подвижность частиц жидкости, чем меньше ее вязкость, тем короче период колебательного движения, связанный с временем релаксации (пребывания в фиксированном состоянии) [c.22]

Время релаксации прямо пропорционально вязкости диэлектрика и обратно пропорционально температуре. Вязкость диэлектрика с ростом температуры экспоненциально уменьшается, поэтому уменьшается и т. В этой области температур г с ростом температуры увеличивается (рис. 5.15, а) участок бв. Уменьшение Zr на участке вг вызывается разориентацией полярных молекул в результате теплового движения, на участке аб — уменьшением плотности. [c.155]

Ориентация молекул происходит без трения, то диэлектрические потери будут также малы. Лишь при средних значениях вязкости, когда поворот и ориентация диполей становятся возможными, но совершаются с преодолением трения молекул и нагревом материала, диэлектрические потери могут быть значительны и достигают максимальной величины. Прн увеличении частоты этот температурный максимум сдвигается вправо, в сторону более высоких температур, снижаясь по своему значению. В частотной зависимости полярные диэлектрики также имеют максимум tg б от частоты, определяемый временем релаксации при поляризации дипольных молекул в переменном электрическом поле возрастающей частоты. [c.25]

При повышении частоты максимум tg б смеш,ается в область более высокой температуры большая частота требует меньшего времени релаксации, необходимого для получения максимума угла потерь, а для уменьшения времени релаксации необходимо снижение вязкости, т. е. повышение температуры. [c.52]

Анализируя представленную диаграмму конструктивной прочности, можно отметить, что с точки зрения получения высоких характеристик стали со структурой перлита не имеет смысла увеличение предела текучести более чем до 700 МПа. Объяснение полученной зависимости связано со структурными особенностями перлита. Чем больше межпластинчатое расстояние в перлите, тем меньше препятствий для движения дислокаций, больше возможностей для релаксации локальных напряжений в стали, меньше предел текучести и больше значение вязкости разрушения. Очевидно, это явление имеет место на диаграмме конструктивной прочности при изменении предела текучести от 850 до 700 МПа. Однако в дальнейшем при увеличении межпластинчатого расстояния увеличивается и толщина цементитных пластин. Цементитные пластины теряют способность к пластической деформации, что приводит к облегчению процесса продвижения трещины. В связи с этим одновременно со снижением предела текучести снижается вязкость разрушения стали. [c.149]

Реализуемы объем пластически деформированного материала к моменту начала разрушения может быть охарактеризован жесткостью напряженного состояния о, / Тр [32]. Возрастание жесткости напряженного состояния уменьшает объем материала, в котором может произойти пластическая деформация. Наиболее жестким является трехосное напряженное состояние. Работа совершаемой пластической деформации в этом случае минимальна. При понижении сопротивления деформации по одной из главных осей возникает возможность релаксации вдоль этой оси, и условия деформирования смягчаются. Полное отсутствие сопротивления деформированию по одной из осей приводит к плосконапряженному состоянию. Плосконапряженное состояние материала соответствует максимальной вязкости разрушения при прочих равных условиях. [c.84]

Соотношения (2.10) и (2.11) свидетельствуют о необходимости введения корректировок в определяемую вязкость разрушения не только на геометрию образца, но и на геометрию фронта трещины. Ее длина определяется пластическими свойствами материала и различиями в напряженном состоянии материала вдоль фронта трещины. Применительно к плоскому элементу конструкции имеет место зависимость вносимой энергии в образец при его одноосном растяжении от ширины пластины (2.4). Это связано с тем, что по мере увеличения ширины пластины появляется возможность немонотонного нарушения сплошности материала в результате релаксации напряжений после страгивания трещины в условиях вязкого поведения материала. Трещина производит скачкообразное перемещение, после чего происходит релаксация напряжений в вершине переместившейся трещины и она останавливается. Для ее дальнейшего продвижения нужно повысить уровень напряжения, что сопровождается следующим скачком трещины. После каскада скачков трещины происходит окончательное разрушение пластины. [c.108]

Выдержка материала при постоянной нагрузке активизирует процессы релаксации у кончика трещины. Они могут играть противоположную роль для материала в зависимости от его чувствительности к выдержке под нагрузкой. Проявление чувствительности выражено в смене механизма разрушения до того, как достигается предельный уровень циклической вязкости разрушения. Для материала в пластичном состоянии в случае вы- [c.114]

Так как все характеристики, описанные выше, представляются суммой экспонент, модели таких материалов можно составить из упругих и вязких элементов (см., например, Ферри [29]). Однако, за исключением упомянутых выше диагональных компонент, упругие модули и коэффициенты вязкости могут быть отрицательными, когда времена релаксации и запаздывания положительны. [c.132]

Оптимальное сочетание высокой прочности и вязкости разрушения в композитах. Так как сильная адгезия на поверхности раздела приводит к повышению прочности композитов, а слабая — к увеличению вязкости разрушения, то для создания композитов с оптимальным сочетанием высокой прочности и вязкости разрушения необходимо исследовать возможность образования химической связи между полимером и наполнителем через эластичные силаны. Такая связь в свою очередь должна способствовать релаксации напряжений по поверхности раздела. [c.10]

Вязкость разрушения, или сопротивление материала распространению трещины, может быть определена также при помощи понятия критических скоростей высвобождения энергии при продвижении трещины ди, связанных с Ki - Многочисленные авторы (см., например, [18—23]) исследовали распространение разрушения, изучая механизмы рассеяния энергии, например выдергивание волокна, нарушение связи волокно — матрица, релаксация напряжения, разветвление трещины и пластическое деформирование матрицы. Механизмы рассеяния энергии, знание которых позволяет определить вязкость разрушения, сложны по своей природе и зависят от прочности связи волокно — матрица, типа матрицы (хрупкая или пластичная), диаметра волокна, прочности волокна и т. д. Поэтому только тщательное исследование поверхностей, образовавшихся в результате разрушения, дает основание для установления соответствия экспериментально определенных значений Gu тому или иному механизму. Так, например, было сделано предположение о том, что вязкость разрушения стекло- и боропластиков связана главным образом с величиной упругой энергии, накопленной в волокнах, а соответствующая характеристика углепластиков на эпоксидном связующем — с работой докритического распространения микротрещины и работой выдергивания разорванных волокон. [c.53]

Иначе обстоит дело с расплавами высокомолекулярных неорганических и органических соединений типа стекол и полимеров. Между большими молекулами таких соединений из-за их взаимного переплетения уже в жидком состоянии устанавливается, как правило, сильное взаимодействие. Это обусловливает высокую энергию активации Ua п, следовательно, высокую вязкость т) и большое время релаксации х таких расплавов. Так, вблизи точки плавления вязкость железа 7 10 Па с, а вязкость кварца 10° Па с. Поэтому при охлаждении расплавов высокомолекулярных соединений вязкость и время релаксации увеличиваются настолько, что практически предотвращают возможность перестройки элементов структуры. в упорядоченное состоя [c.8]

П (время релаксации с 15 не). Этот коэффициент вязкости по порядку величины близок к его величине, определенной по результатам квазистатических испытаний. [c.135]

Эпштейн и Кархарт [197] учли вязкость и теплопроводность, но пренебрегли влиянием дисперсии и релаксации, а также относительного движения частиц. Результаты их расчетов достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными [424] в низкочастотном диапазоне, однако в высокочастотном диапазоне расчетные величины коэффициента затухания существенно меньше. В работе [722] учитываются влияние дисперсии и относительного движения частиц, однако для общности результатов поставлена и решена лишь одномерная задача. [c.256]

У многих материалов (полимеры, бетон, металлы при повышенной температуре) в эксплуатационных условиях закон связи а(е) существенно зависит от времени. Изменение напряжений и деформаций во времени при постоянных внешних нагрузках называют ползучестью (явление ползучести можно обнаружить при растяжении материалов даже в условиях нормальной температуры). Так, при растяжении образца для снятия показаний тензометров приходится, как правило, приостанавливать процесс нагружения либо по силам, либо по деформациям. Такая остановка в упругой области практически не приводит к изменению показаний во времени. Если остановка происходит в пластической области, то для машин кинематического типа (e = onst) благодаря вязкости материала происходит заметное самопроизвольное падение напряжений (рис. 1.12), т. е. релаксация. При нормальной температуре Та напряжение а асимптотически стремится к [c.37]

Соответственно таким промежуточным свойствам рассматриваемых жидкостей их можно характеризовать одновременно коэффициентом вязкости Ti и некоторым модулем сдвига [л. Легко получить соотношение, связывающее друг с другом порядки величин т], ц и времени релаксации т. При воздействии периодических сил с достаточно малой частотой, когда жидкость ведет себя, как обычная, тензор напряжений определяется обычнь(м выражением для вязких напряжений в жидкости, т. е. [c.188]

При низких температурах вязкость диэлектрика так велика, что диполи заморожены , не ориентируются в электрическом поле и дипольная поляризация не происходит. Проводимость диэлектрика при низких температурах мала, а поэтому невелики /ск и вызываемые им диэлектрИческйе потери. Поэтому tg б жидкого полярного диэлектрика при низких температурах имеет небольшое значение (рис. 5.21, а, пунктирная линия). С ростом температуры вязкость диэлектрика уменьи1ается. время релаксации полярных молеку.-i становится меньше и они вовлекаются в процесс поляризации. Ориентация (поворот молекул в поле в результате преодоления межмо-лекулярных сил) происходит с трением . На работу против сил трения затрачивается энергия электрического поля, которая и рассеивается в диэлектрике, активная составляющая /да тока абсорбции /аос увеличивается и tgfi диэлектрика растет (рис. 5.21, а). При температуре вязкость диэлектрика уменьшается до такого значения, что время релаксации И полупериод T 2 - i2f) приложенного напряжения становятся одинаковыми Полярные молекулы в течение одного полупериода поворачиваются на максималь- [c.162]

Наиболее адекватным отражением физического смысла вязкости разрушения является представление о рассеянии энергии упругих искажений за счет релаксации упругих напряжений у вершины растущей трещины вследствие пластического течения материала или формирования сложно-рельефной поверхности разрушения. Чем большая доля упругих искажений реализуется в пластическом течении или формировании свободной поверхности, тем больше выражена вязкость paapj -шения. В общем случае при отсутствии стеснения пластической деформации на разрушение материала затрачивается максимальная энергия, расходуемая на работу пластической деформации, и на ра- [c.83]

Эффективность применения указанных технологических приемов для сглаживания электрохимической гетерогенности сварного соединения во многом зависит от способности основного металла и релаксации остаточных напряжений. В этом направлении представляются весьма перспективными малоуглеродистые стали мар-тенситного класса, обладающие высокой прочностью, пластичностью и ударной вязкостью, например, сталь 07ХЗГНМ (0,1% С 3,0% Сг 0,8—1,2% Ni 0,3—0,35% Мо). Малоуглеродистый мартенсит этой стали имеет тонкую субмикроструктуру, состоящую из пакетов параллельных пластин с высокой плотностью дислокаций, обеспечивающей высокие прочностные характеристики (о з = 1150 МПа, 00,2 = 900 МПа). Однако низкое содержание углерода (от 0,05 до 0,1%) обусловливает сохранение подвижности значительной доли дислокаций, образующихся в процессе у -> а-превращения, и облегчает релаксацию напряжений путем микропластических деформаций. Релаксации напряжений способствует высокая температура начала мартенситного превращения (480 °С и выше). Сталь имеет низкую критическую скорость закалки. Она закаливается с прокатного нагрева, сохраняя при этом высокие технологические свойства (б = 20%, = [c.220]

Внедрение САНТЭ успещно проводится в условиях статического нагружения, нагружения по сложным законам, при циклическом нагружении, испытаниях на релаксацию напряжений, на ударную вязкость и т. д. [128—139]. [c.42]

Таким образом, распределение напряжений и деформаций по длине стержня зависит от динамического поведения материала только при рассмотрении начального периода распространения упруго-пластической волны на участке стержня, прилегающем к нагружаемому концу. На значительном расстоянии от конца стержня при временах действия нагрузки распространение волны удовлетворительно описывается деформационной теорией в соответствии со статической кривой деформирования. Следовательно, деформационная теория Кармана—Рах-матулина и теория Соколовского—Мальверна дают совпадающие результаты при описании распространения упруго-пластической волны в тонких стержнях из материала, чувствительного к скорости деформации. Исключением является начальный период распространения волны вблизи нагружаемого конца, где высокая скорость деформации приводит к высокому уровню вязкой составляющей сопротивления. Чем выше характерное время релаксации напряжений для материала, тем на большем участке стержня вязкость оказывает влияние на распространение упруго-пластической волны. [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...