Основные характеристики механики сплошных сред

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД [c.228]

В зависимости от конкретных задач в механике сплошных сред рассматриваются различные меры подвижности частиц. Так, например, в задачах теории упругости и пластичности за меру подвижности принимают относительные смещения частиц в гидроаэромеханике, где частицы обладают большой подвижностью, основной кинематической характеристикой является скорость частиц. [c.5]

Кроме только что отмеченных двух основных и достаточно общих свойств сплошной текучей среды 1) непрерывности распределения физических свойств и характеристик движения и 2) текучести, или легкой подвижности, при рассмотрении частных классов задач приходится приписывать модели среды дополнительные макроскопические характеристики, определяющие ее индивидуальные материальные свойства, обусловленные действительными микроскопическими свойствами молекулярной структурой и скрытыми движениями материи. В механике сплошных сред эти характеристики вводятся феноменологически, в форме заданных наперед констант или количественных закономерностей. Среди таких характеристик выделим, прежде всего, отражающие вещественные свойства среды при ее равновесном состоянии молекулярный вес и плотность распределения массы (или, короче, просто плотность среды), концентрацию примесей в многокомпонентных и многофазных смесях жидкостей, газов и твердых частиц, затем температуру и теплоемкость среды, электропроводность, магнитную проницаемость и другие физические свойства. [c.10]

Среди специфических для механики сплошных сред кинематических характеристик движения основное значение имеют те из них, которые служат для интерпретации свойств движения среды в целом . Таковы, прежде всего, геометрические образы векторных линий и трубок — в полях скоростей и вихрей, интегральные меры полей скорости и ускорения — циркуляции этих векторов по замкнутому контуру. [c.31]

Что касается непосредственно вопроса разрушения, то настоящая монография в основном ориентируется на металлы. В связи с этим встает вопрос об уточнении критерия Гриффитса с учетом структурных характеристик. Здесь возможны два пути исследования или рассматривать моментные варианты механики сплошных сред, предполагая, что зернистая структура металла определенным образом моделируется моментной теорией или рассматривать классическую теорию упругости, но учитывая включения типа зерен в окрестности угловых точек. Обе эти возможности обсуждаются и сравниваются. [c.6]

Жидкость, как сплошная среда, отличается ог твердого тела легкой подвижностью своих частиц. В механике сплошной средой называют физические объекты, основные характеристики которых (плотность, давление, температура и др.) изменяются непрерывно. Движения жидкостей и газов имеют много общих свойств, поэтому их обычно изучают вместе. [c.20]

В соответствии с используемой в механике сплошных сред моделью осред-ненного движения и взаимодействия молекул, где рассматриваются средние величины, непрерывно распределенные по заданному объему газа, основными физико-математическими характеристиками совокупности молекул в этом объеме являются [c.13]

Кинематика, в ее традиционном понимании, изучает движение тел без рассмотрения причин, вызывающих его. Она описывает геометрические, характеристики движения, и ее основные понятия образуют важную часть основ механики сплошных сред. Здесь мы дадим обзор некоторых наиболее важных кинематических соотношений, которые используются в дальнейшем ). Остальные кинематические соотношения вводятся в последующих разделах по мере надобности. [c.14]

При наличии трещин, протяженность которых заметно выше по сравнению с размерами характерных элементов микроструктуры, материал рассматривают как континуум, а для описания развития таких трещин используют аппарат механики деформируемой сплошной среды. При разработке моделей и соотношений для количественного описания кинетики роста усталостных макротрещин используют идеализированные осредненные характеристики материала. При этом полученные соотношения являются обычно полуэмпирическими и содержат постоянные, которые не связаны в явном виде с основными характеристиками материала и определяются экспериментально. [c.37]

Основные концепции континуальных теорий смесей основательно изучены в рамках современных теорий механики сплошных сред. В теориях смесей предполагается наличие двух или более сред в каждой точке пространства, поэтому общие законы сохранения для смесей сформулировать нетрудно, но практическое их применение к композиционным материалам сталкивается с определенными затруднениями, связанными с трудностями задания законов взаимодействия компонентов на основе информации об их взаимном расположении и физических характеристиках. Для слоистой среды теория смеси, в которой параметры взаимодействия компонентов были определены на основании решений некоторых простейших квазистатических задач, предложена в работе Бедфорда и Стерна [12]. Новизна теории Бедфорда и Стерна состоит в том, что допускаются различные движения компонентов смеси, причем связь между этими движениями определяется моделью взаимодействия компонентов в реальном композите. В работе Бедфорда и Стерна [13] развита общая термомеханическая теория, основанная на этой модели, а также выведена система уравнений, применимых к определенному классу армированных волокнами композитов (см. Мартин и др. [45]). [c.380]

К середине 30-х годов был накоплен достаточный материал, чтобы газодинамические исследования выделились в самостоятельную область механики сплошной среды — газовую динамику, в которой были четко представлены два направления аэродинамика до- и сверхзвуковая. Тогда же первые шагя делала околозвуковая аэродинамика. С середины 40-х годов стали развиваться работы но аэродинамике гиперзвуковых скоростей. В каждом из направлений изучаются течения газа, которые отличаются друг от друга но величине параметра М — одной из основных характеристик течения газа. При этом рассматривается однородная сплошная среда (совершенный газ с постоянным отношением удельных теплоемкостей). Такие представления господствовали в газовой динамике до конца 40-х — начала 50-х годов, т. е. до того, когда были расширены рамки классической газовой динамики — включены в нее явления, в которых решающими и определяющими были физико-химические эффекты явления диссоциации, ионизации, излучения. Подобное расширение газодинамических представлений, наметившееся еще в конце XIX — начале XX в., явилось результатом бурного развития ракетной, а затем и космической техники. Рабочими скоростями стали скорости 3—5 а а — скорость звука) и более, значительно возросла температура обтекаемых тел. Наряду с новыми проблемами для сверх- и гиперзвуковых скоростей, связанными с учетом физико-химических превращений газа, появились новые дисциплины на стыке газовой динамики с физикой и химией — магнитная газодинамика, динамика плазмы. В связи с полетами в высоких слоях атмосферы, а затем и в космическом пространстве исследователи стали заниматься аэродинамикой разреженных газов, [c.308]

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно голографической интерферометрии, остановимся в гл. 2 на некоторых основных положениях дифференциальной геометрии и механики сплошных тел, а в гл. 3 — на принципах формирования изображения в голографии. В гл. 2 приводятся сведения, которые являются основой изложения всей книги. В гл. 3 рассматривается с одной стороны, получение исследуемых волновых фронтов, и, с другой стороны, детально. анализируются свойства изображения, в частности, аберрации, которые могут возникать, если оптическая схема, используемая при восстановлении, отлична от х ы регистрации. В этой же главе показано взаимопроникновение понятий механики и оптики. Затем в основной части книги — гл. 4 — исследуется процесс образования интерференционной картины, обусловленной суперпозицией волновых полей, соответствующих двум данным конфигурациям объекта, и обратная задача — измерение деформаций объекта по данной интерференционной картине. В ней, во-первых, показано, как определяют порядок полосы, т. е. оптическую разность хода интерферирующих лучей, и как отсюда находят вектор смещения. Во-вторых, рассмотрены некоторые характеристики интерференционных полос, их частота, ориентация, видность и область локализации, которые зависят от первых производных от оцтйческой разности хода. Затем показано изменение производной от смещения (т. е. относительной деформации и наклона). В-третьих, определено влияние изменений в схеме восстаноэле ния на вид интерференционной картины и методы измерения. Наконец в гл. 5 кратко приведены некоторые возможные примеры использования голографической интерферометрии для определения производных высших порядков от оптической разности хода в механике сплошных сред, [c.9]

До сих пор оперировали такими уравнениями механики сплошных сред, которые относились к кинематике деформации. Поскольку и другие основные соотношения также могут быть использованы в географической интерферометрии, особенно при определении относительной деформации во внутренней области тела или при выводе уразнений связи, то кратко рассмотрим их в этом разделе. В последующих параграфах эти соотношения помогут определить все характеристики деформаций вблизи свободной поверхности. [c.161]

При изучении механики сплошных сред задача состоит в исследовании движения сплошной среды под действием заданных сил. Таким образом, в уравнениях (3.3.5) компоненты массовой силы Р рассматриваются как величины заданные. Остальные величины, а именно плотность р, компоненты напряжения р у , Руу] р /, р у, Рухч Рхх и компоненты ускорения а , ау, (либо компоненты векторов скорости или смещения, через которые а выражается), являются величинами, подлежащими определению. Уравнения (3.3.5) представляют систему трех уравнений относительно 10 неизвестных. Следовательно, уравнения (3.3.5 ) являются, как очевидно, уравнениями необходимыми, но недостаточными. Недостающие уравнения для описания движения сплошных сред принципиально не могут быть найдены методами классической механики. Их можно получить, только рассматривая основные физические характеристики тех или иных сплошных сред и строя на основании их гипотезы [c.41]

Особое место в рамках этой задачи занимает вопрос о построении адекватных моделей взаимодействия между движущимся телом и средой. Несмотря на развитый аппарат механики сплошных сред и огромные возможности современных вычислительных средств, теоретическое исследование взаимнохх) влияния тела и среды в динамике оказывается возможным лишь в исключительных, как правило, сильно упрощенных ситуащшх. Поэтому основным здесь стал эмпирический подход - от простых экспериментальных и теоретических фактов к своеобразному "угадыванию" модели взаимодействия или хотя бы принципов ее построения, затем от получения расчетных характеристик движения к новым экспериментам, к поиску новых фактов, позволяющих уточнить модель. [c.3]

Гидрогеомеханика изучает механические основы гидрогеодинамики основной объект ее изучения —- толща водонос1 ых горных пород, рассматриваемая как единая механическая система (горные породы вместе с движущейся в них водой). Гидромеханические процессы рассматриваются обычно с позиций механики сплошной среды, т, е. раздельно — зернистые или трещинные породы представляются как сплошное тело, в каждой точке которого динамические и кинематические характеристики считаются статически осредненными. Эта капитальная позиция механики дисперсных сред в реальных условиях может оказаться неприемлемой лишь применительно к крупноблочным скальным породам, где ее использование требует специального обоснования. [c.6]

Наряду с этими суммарными характеристиками движения среды, большое принципиальное значение для понимания самой сущности непрерывного движения сплошной среды имеет классическая теорема Гельмгольца, поясняющая локальный характер движения элементарного объема среды. Эта теорема, представляющая обобщение на случай деформируемой сплошной среды известной теоремы о разложении движения абсолютно твердого тела на поступательную и вращательную составляющие, вводит в механику сплошных текучих сред одно из самых основных ее нредставлеиий о тензоре скоростей деформаций. Этот тензор содержит в своем определении все характерные стороны деформационного движения среды, безотносительно к ее вещественным свойствам, лишь бы только выполнялись указанные ранее условия непрерывности и существования производных в пространственно-временном распределении скоростей в движущейся среде. [c.31]

Академик Ю. Н. Работнов отмечает, что хотя нельзя всю механику разрушения сводить только к теории трещин, однако изучение тех условий, при которых в среде распространяется трещина или система трещин, несомненно, является чрезвычайно важной и интересной стороной проблемы разрушения. В математической теории разрушения можно выделить два основных направления. Одно направление состоит в изучении различных непрерывных распределений поврежденной среды. Это изучение осуществляется посредством введения функций, определяющих степень повреж-денности. Указанные функции добавляются к традиционным характеристикам сплошной среды. Другое научное направление, к которому и относится настоящее псследование, заключается в изучении напряженно-деформированного состояния среды в окрестности изолированных особых точек. Следует, однако, отметить, что строгое решение краевых задач при наличии в области нерегулярных точек связано с определенными математическими трудностями. В линейной постановке существует решение модельной задачи [c.5]

Проблема нелинейных гравитационных волн — традиционная проблема в исследованиях советских ученых-механиков труды А. И. Некрасова ), Н. Е. Кочина ), М. А. Лаврентьева ), Л. Н. Сретенского ) их многочисленных последователей внесли фундаментальный вклад в классическую линию развития нелинейной теории волн. Дискуссия в Лондонском королевском обществе, материалы которой предлагаются вниманию читателя в русском переводе, была посвящена новым методам в нелинейной теории распространения волн, развитым в течение последних нескольких лет в основном трудами английских ученых. Вряд ли есть необходимость что-либо добавить к той яркой характеристике перспектив применения этих новых методов, которая дана во вступительной и заключительной статьях организатора дискуссии профессора М. Дж. Лайтхилла. Эти методы уже оказались полезными в ряде задач физики сплошных сред, даже весьма далеких от породившей их теории волн. По-види-мому, они могут существенно облегчить исследование вопросов автоколебаний в сплошных средах и, в частности, актуальных задач автоколебаний вязкой и вязко-упругой жидкостей. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...