Геометрия деформируемой среды

Геометрия деформируемой среды [c.504]

Рассматриваемые здесь понятия и законы кинематики относятся не только к жидкостям и газам, но и ко всем сплошным или деформируемым средам. Таким образом, кинематика сплошных сред изучает геометрию движения жидких, газообразных и деформируемых твердых тел, имеюш,их одно общее свойство — сплошность, или непрерывность, среды. [c.36]

Следует различать связи первого, второго, третьего и четвертого рода. Первый род связей является следствием предварительного введения вектора перемещений и элемента твердого деформируемого тела. Так как этот вектор является, согласно классическим представлениям, изменением радиуса-вектора в трехмерном пространстве, связанном с деформируемой средой, введение вектора перемещений эквивалентно предварительному предположению об евклидовых свойствах этого пространств 1 так же, как введение прямой линии заранее предполагает наличие этих свойств. Ведь радиус-вектор является отрезком прямой линии, известной из евклидовой геометрии [c.14]

Ведущие идеи в этой новой области континуальной механики исходят из общей теории относительности. Здесь прежде всего следует отметить отрицание обычно принимаемого утверждения о том, что геометрия пространства, неизменно связанного с деформируемой средой, является евклидовой геометрией. [c.42]

Традиционные методы геометрии, широко используемые в естественных науках, в том числе в материаловедении и механике деформируемых тел, основаны на приближенной аппроксимации структуры исследуемого объекта геометрическими фигурами, например, линиями, отрезками, плоскостями, многоугольниками, многогранниками, сферами. При этом внутренняя структура исследуемого объекта, как правило, игнорируется, а процессы образования структур и их взаимодействия между собой и с окружающей средой характеризуются интегральными термодинамическими параметрами. [c.29]

Традиционные методы геометрии, широко используемые в естественных науках, в том числе в материаловедении и механике деформируемых тел, основаны на приближенной аппроксимации структуры исследуемого объекта геометрическими фигурами, например линиями, отрезками, плоскостями, многоугольниками, многогранниками, сферами, метрическая и топологическая размерности которых равны между собой. При этом внутренняя структура исследуемого объекта, как правило, игнорируется, а процессы образования структур и их взаимодействия между собой и с окружающей средой характеризуются интегральными термодинамическими параметрами. Это, естественно, приводит к утрате значительной части информации о свойствах и поведении исследуемых систем, которые, в сущности, заменяются более или менее адекватными моделями. В некоторых случаях такая замена вполне оправданна. В то же время известны ситуации, когда использование топологически неэквивалентных моделей принципиально недопустимо. В частности, при изучении сложных динамических систем необходимо учитывать особенности топологии как тонкой структуры объектов, так и фазовых траекторий системы. Дробная метрическая размерность таких объектов не только характеризует их геометрический образ, но и отражает процессы их образования и эволюции, а также определяет динамические свойства. [c.33]

Выявленные закономерности послужили основой для разработки физико-механической модели хрупкого разрушения ОЦК металлов и формулировки критерия разрушения в терминах механики сплошной деформируемой среды. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что зарождение микротрещины контролируется эффективными напряжениями, геометрией дислокационного скопления, определяющей концентрацию эффективных напряжений в голове скопления, а также наибольшим главным напряжением. С ростом температуры и пластической деформации концентрация эффективных напря- [c.146]

Изучение структурных и энергетических закономерностей пластической деформации в приповерхностных слоях материалов в сравнении с их внутренними объемными слоями имеет важное значение для развития теории и практики процессов трения, износа и схватывания. При этом следует отметить, что. поверхностные слои кристаллических материалов имеют, как правило, свои специфические закономерности пластической деформации. Так, например, в работе [11 при нагружении монокристаллов кремния через пластичную деформируемую среду силами контактного трения было найдено, что в тонких приповерхностных слоях на глубине от сотых и десятых долей микрона до нескольких микрон величины критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций значительно меньше, чем аналогичные характеристики в объеме кристалла. Было также показано [2], что при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла. Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большее расстояние от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений. Высказывалось также предположение, что облегченные условия пластического течения в приповерхностных слоях обусловлены не только большим количеством легкодействующих гомогенных и различного рода гетерогенных источников сдвига [3], но и различной скоростью движения дислокаций у поверхности и внутри кристалла [2]. Аномальное пластическое течение поверхностных слоев материала на начальной стадии деформации может быть обусловлено действием и ряда других факто-зов, например а) действием дислокационных сил изображения 4, 5] б) различием в проявлении механизмов диссипации энергии на дислокациях, движущихся в объеме кристалла и у его поверхности причем в общем случае это различи е, по-видимому, может проявляться на всех семи фононных ветвях диссипации энергии (эффект фононного ветра, термоупругая диссипация, фонон-ная вязкость, радиационное трение и т. д.) [6], а также на электронной [71 ветви рассеяния вводимой в кристалл энергии в) особенностями атомно-электронной структуры поверхностных слоев и их отличием от объема кристалла, которые могут проявляться во влиянии поверхностного пространственного заряда и дебаевского радиуса экранирования на вели- [c.39]

Распространение методов лагранжевой и гамильтоновой механики на непрерывные среды оказалось нетривиальным. Пришлось начинать с изучения основополагающих для аналитической механики представлений о внутренних связях в сплошной среде, которая рассматривалась как несвободная система, без предварительного введения аксиомы об освобождаемости от связей. В механике сплошной среды следует различать связи первого, второго, третьего и четвертого рода. Этим связям соответствуют введенные нами переменные поля четырех родов. Связи третьего и четвертого рода, которыми являются условия совместности Сен-Венана и несовместности Кренера, налагают ограничения на внутреннюю геометрию пространства, связанного с деформируемой средой. Даже в случае выполнения условий совместности Сен-Венана реакции этих связей. [c.3]

Возвратимся к механике сплошной среды. Из предыдущего видно, что уравнения движения элемента сплошной среды в переменных поля первого рода не содержат компоненты реакций связей третьего и четвертого рода. Поля реакций этих связей не изучались ранее. Они не могут быть выявлены при наличии вектора перемещений элементов твердого тела и переменных поля, совпадающих с компонентами этого вектора. Действительно, в этом случае физической геометрией пространства, связанного с деформируемой средой, является евклидова геометрия, и условия несовместности Кренера превращаются в условия совместности Сен-Венана, которые тождественно удовлетворяются, если переменными поля избрать компоненты вектора перемеи ений. Иначе говоря, связи третьего рода как бы исчезают. Не выявляются и их реакции. Однако эти обстоятельства существенно зависят от выбора переменных поля. [c.37]

Возвращаясь к прохождению света через деформированную среду, будем опираться на исходные представления общей теории относительности и замечания Ланцоша [76]. Будем полагать, что лучи света движутся по геодезическим естественной геометрии пространства, связанного с деформируемой средой, если свет монохроматичен и длина волн света достаточно мала. При этом с>сч и, как видно из равенства (2.107), йзфО, т. е. траектории лучей света не являются минимальными геодезическими. [c.63]

Аналогия между пространством и временем была известна еще древним грекам. Аристотель включал время в число непрерывных величин наряду с линиями, поверхностями и телами. В современной физике равноправие пространственных координат и времени утверждалось в процессе становления теории относительности. Пространственно-временное многообразие — неотъемлемый элемент теории относительности. Геометрия нространства-времепп как объект физической теории рассматривается, например, в [ ], с. 457-472. С точки зрения классической механики сплошных сред переменные Х вполне аналогичны координатам Лагранжа, а оперирование с четырехмерным пространственно-временным многообразием исключительно удобно при описании динамических процессов в деформируемых средах. [c.124]

Свойства самоподобия делают шероховатую поверхность перспективным объектом для описания с помош ью фрактальной геометрии. В [206, 207] показано, что многие шероховатые поверхности являются фрактальными и приведены методики определения их фрактальных размерностей, а также подходы к моделированию контактного взаимодействия поверхностей. Однако использование фрактальных моделей для определения контактных характеристик наталкивается на ряд трудностей. В частности, при контактировании со сплошной средой тела с самоподобным профилем расположение пятен контакта не является самоподобным и, следовательно, к описанию геометрии области фактического контакта методы фрактальной геометрии в общем случае не могут быть применены. Судя по всему, именно по этой причине в [16] для изучения контактирования деформируемых шероховатых тел использовалась модель Винклера или модель локально пластически деформируемого тела (решение Хилла). В этом случае определение геометрических характеристик области контакта (например, площади контакта) сводится к анализу геометрических характеристик самого контактирующего тела. Для моделей такого рода удалось получить зависимости, связываю- [c.15]

Интерпретируя поле перемещений напряжений как перемещения в евклидовом пространстве, можно трактовать механику сплошной среды как раздел дифференциальной геометрии, устанавливающий соответствия между деформируемыми евклидовыми пространствами. Соответствие между полями напряжений и деформаций рассматрива- [c.336]

Введение. Механика деформируемого твердого тела (МДТТ) является разделом механики сплошной среды (МСС) и занимается математическим моделированием процессов деформирования. Подобно тому как в геометрии мы вводим понятия шар, конус, параллелепипед и т.д., не заботясь о том, существуют ли реально такие объекты в природе, в МСС оперируют с такими моделями, как упругое тело, идеальная жидкость, совершенный газ и т.п., хотя реальные среды могут описываться названными моделями при определенных допущениях. [c.635]

Можно утверждать, что в силу сложной геометрии и сложного характера нагружения упругих резиновых элементов муфт, специфики материала (слабая сжимаемость, большие деформации и перемещения, повышенная сколонность к релаксации, ползучести, саморазогреву при циклическом нагружении и т. д.) задача создания методов расчета муфт рассматриваемого типа может считаться одной из самых сложных в механике деформируемого твердого тела, со своими специфическими приемами и методами, во многом отличными от используемых при расчетах металлических изделий. Естественно, что эффективное решение этих задач возможно лишь при использовании в качестве инструмента исследования резиновых упругих элементов муфт самых современных методов механики сплошной среды. Одним из таких методов является, как известно, метод конечных элементов (МКЭ). Основные положения этого метода применительно к расчету резинотехнических изделий изложены ниже. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...