Упругие и вязкоупругие связи

Упругие и вязкоупругие связи [c.234]

В первой половине книги кратко и систематически изложены общие основы метода. При этом авторы приводят минимальные нужные сведения о законах оптики, достаточно полно рассматривают устройство полярископов и необходимого дополнительного оборудования, приемы работы с ними, а также используемые зависимости между двойным лучепреломлением и напряжениями и способы проведения измерений. Они сообщают данные об упругих и вязкоупругих характеристиках используемых в США для изготовления моделей материалов, которые близки к отечественным, и анализируют закономерности их деформирования в связи с исследованиями напряжений при упругих деформациях, при изменениях температуры и действии импульсных нагрузок. Наряду с этим рассмотрены методы исследования напряжений на объемных моделях из материалов, позволяющих фиксировать получаемый при деформации оптический эффект. Весьма кратко изложены основные методы обработки данных поляризационно-оптических измерений. Для более быстрого и полного решения задачи также рекомендуется использо- [c.5]

Заметим, что термин вязкоупругость включает в себя большой диапазон физических процессов, таких, например, как релаксация, вызываемая физико-механическими, термоупругими, электрическими, механическими или другими явлениями. Как известно, между теориями упругости и вязкоупругости существует глубокая внутренняя связь, причем уравнения линейной теории упругости (с линейными граничными условиями) можно распространить на случай вязкоупругости путем подстановки зависящих от времени операторов вместо упругих констант (принцип Вольтерра). [c.430]

Разумное объяснение, лежащее в основании создания композитов, заключается в объединении нескольких твердых тел в гетерогенную структуру с тем, чтобы их физические свойства могли дополнять друг друга, причем физические свойства составляющих фаз могут различаться очень сильно. Типичным примером являются высокомодульные, упругие, хрупкие волокна в качестве упрочняющего материала, в то время как связующая матрица эластична и вязкоупруга. В этом случае идеализированный анализ редко ведет к реалистическому компромиссу для всех составляющих фаз. [c.207]

Если исследовать деформирование твердого тела на макроскопическом уровне, то почти всегда можно выделить три основных типа деформаций упругую, пластическую и вязкоупругую. Эти типы деформаций можно выразить формулой, отражающей функциональную связь между напряжением и деформацией. В общем виде ее можно записать как [c.178]

Абстрагируя вид осесимметричной оболочечной конструкции, представим ее как произвольную композицию из N,. кольцевых узловых элементов, оболочек вращения и Ne вязкоупругих связей (определение узловых и оболочечных элементов и вязко-упругих связей дано в гл. 8). [c.141]

В запросе пользователь указывает общее число связей конструкции и число механических характеристик упругих (1) и вязкоупругих (2) связей. [c.330]

В связи с этим решение задач теории многократного наложения больших деформаций более сложно, чем решение обычных задач нелинейной упругости или вязкоупругости при больших деформациях, и не может быть найдено с помош,ью стандартных пакетов прикладных программ, при разработке которых не учитывается указанная особенность (т. е. не учитывается возможность решения не одного, а нескольких векторных уравнений равновесия). [c.322]

При усыновлении связи между сдвиговыми деформациями матрицы и соответствующими им касательными напряжениями материал матрицы будет рассматриваться упругим (разд. 3), упругопластическим (разд. 4) и вязкоупругим (разд. 7). Касательные силы, действующие на единичной длине волокон, выражаются через соответствующие касательные напряжения, например [c.58]

Деформационные свойства вязкоупругих тел описываются феноменологическими теориями, наиболее разработанной среди которых является теория линейной вязкоупругости, описывающая вязкоупругое тело как комбинацию идеально упругой и идеально вязкой компонент. Поведение идеально упругой составляющей описывается в терминах классической теории упругости обобщенным законом Гука и характеризуется по крайней мере двумя упругими константами — модулем Юнга Е и коэффициентом Пуассона х. Другие константы — модуль упругости при сдвиге О и модуль объемного сжатия К — связаны с Е и ц следующими выражениями [c.24]

Хочется еще упомянуть, что в связи с развитием производства и применений разнообразных новых пластических материалов появился в последнее время исключительный интерес к механике этих материалов, лежащей в основе технологических процессов их изготовления. В жидком состоянии или, правильнее сказать, в режиме текучести эти пластики представляют собой сложные неньютоновские среды, обладающие как своеобразной вязкостью, так и упругостью (вязкопластические и вязкоупругие среды). Исследованиями механики этих тел занимается реология, которая выходит сейчас в первые ряды важнейших разделов механики сплошных сред. [c.44]

Книга представляет собой объединение элементов сопротивления материалов, теории упругости, теории пластичности, теории ползучести, вязкоупругости и механики разрушения. При изложении материала акцент делается на связь между физическими и механическими теориями. [c.235]

Каждый из компонентов неоднородного материала может обладать различными механическими свойствами упругими, вязкоупругими, пластическими и пр. Ясно, что описание таких неоднородных материалов связано с большими математическими трудностями. В настоящем томе освещены только некоторые основные аспекты этой сложной проблемы. [c.6]

Модуль упругости при растяжении. Комплексный модуль Юнга в случае вязкоупругого материала Ё = Е iE" = = Е ir e) является аналогом классического модуля упругости Юнга. Для образца с начальной длиной L и начальной площадью поперечного сечения S, растягиваемого двумя осевыми силами, напряжение при растяжении равно отношению силы и площади поперечного сечения возникающая при растяжении деформация ee = AL/Z, и связана с напряжением соотношением [c.95]

Переход от локальных координат оболочки вращения к локальным координатам цилиндрической оболочки некругового сечения (см. подразд. 9.1) позволяет установить основные соотношения для расчетных фрагментов призматических оболочечных конструкций цилиндрических оболочек (модели Кирхгофа—Лява и ломаной линии) прямолинейных стрингеров (модели Кирхгофа— Клебша, Тимошенко и теории упругости) упругих и вязкоупругих связей. [c.236]

Бурное развитие современной техники неизбежно выдвигает перед механикой деформируемого тела новые, все более сложные задачи. Традиционные материалы ставятся в чрезвычайно сложные условия высоких температур и давлений, внедряются новые материалы — различные высокожаропрочные сплавы, композиционные материалы, высокопрочные и высокомодульные волокна. Это привело к необходимости, наряду с моделью упругого тела, рассматривать другие модели деформируемого тела, широко применять в инженерных расчетах уже давно сложившиеся методы теории пластичности, ползучести, вязкоупругости, статистические и вероятностные методы при переменных напря- жениях и т. д. За последнее время определилось новое направление механики твердых тел, которое получило название механики разрушения. Развитие этого направления будет опираться на перечисленные теории деформируемого тела, причем они приобретают новое, более широкое значение. Это относится и к теории упругости. В этой связи академик Ю. Н. Работнов в одной из своих статей заметил Теория упругости нашла в наши дни новую область приложения в физике кристаллов, в теории разрушения теория упругости в известном смысле переживает второе рождение и истинная ценность ее только теперь раскрылась в полной мере . [c.6]

Весь дальнейший анализ будет построен для линейно-упругих материалов или материалов с ломаной диаграммой деформирования. Такое предположение приемлемо для большинства однонаправленных материалов при кратковременном нагружении. Пластичность и вязкоупругость, свойственные некоторым связующим, благодаря превалирующей роли волокон в восприятии внешней нагрузки проявляются при нормальной температуре относительно слабо (см. рис. 5—8). Для анализа композиционных материалов можна использовать теории вязкоупругости и пластичности, однако для большинства инженерных приложений это приводит к применению численных методов. В то же время но теории упругости для большинства практических задач получают приемлемые результаты. [c.74]

Если учитывать несущую способность связующего и материал считать упругим при растяжении и вязкоупругим при сжатии, то для расчета изгибаемых балок можно использовать физический закон, предложенный Начлингером и Лейнингером [54], В случае более сложных конфигураций или коротких балок можно применять вариант метода конечных элементов, учитывающий вязкоупругие свойства материала [2]. [c.137]

Итак, три основные гипотезы, упомянутые выше, состоят в следующем во-первых, волокна распределены непрерывно-, во-вторых, волокна являются нерастяжимыми в третьих, композит в целом несжимаем. Малхерн и др. [22] использовали эти же гипотезы в своей теории, предназначенной для описания армированных волокнами пластических материалов. Все математические модели, основанные на этих трех предположениях, мы называем идеальными волокнистыми композитами независимо от того, является ли их поведение упругим, пластическим, вязкоупругим или каким-либо еще. Пипкин и Роджерс [26] показали, что многие особенности механического поведения подобных материалов не зависят от вида связи напряжений с деформациями. В настоящем обзоре мы сосредоточиваем наше внимание именно на таких общих характерных чертах. [c.289]

При описании механических свойств материалов принято различать два основных вида деформации упругую и пластическую. Упругая деформация обратима, т. е. она исчезает либо одновременно со снятием напряжения, либо постепенно во время отдыха материала после paзгpyз и (это явление называют также возвратом или обратной ползучестью). Пластическая деформация необратима, т. е. она не исчезает после снятия напряжения. Если упругая или пластическая деформация связана с напряжением вне зависимости от временных характеристик процесса нагружения, то такую деформацию называют мгновенно-упругой или соответственно мгновенно-пластической. Простейшим примером закона мгновенноупругого деформирования является линейный закон Гука. В более сложном случае, когда соотношение, связывающее деформацию с напряжением, включает в качестве дополнительного параметра физическое время, эту деформацию называют вязкоупругой или, соответственно, вязкопластической. Обе мгновенные деформации часто называют склерономными (т. е. независимыми от времени), а обе вязкие деформации — реономными (зависимыми от времени). [c.6]

Вязкоупругими будем называть сплошные среды, у которых сопротивление действию напряжений зависит от скорости, что связано с рассеиванием механической энергии в результате взаимодействия упругой основы с вязким и квазивязким течениями жидких и ква-зижидких компонентов среды. Таким образом, вязкоупругость — это обобщение понятий упругости и вязкости. Идеальным упругим элементом является пружина, а идеальным вязким элементом — амортизатор. [c.5]

В качестве упрощенной модели рассмотрим плоскую упругую панель, обгекаемуто с одной стороны сверхзвуковым потоком с невозмущенной скоростью и (рис. 7.8.7). С другой стороны к панели х=Хо при помощи вязкоупругой связи [c.524]

Исследования стеклопластиков типа нремикс показали,что наиболее существенное влияние на величину модуля упругости и коэффициента перехода оказывают вязкоупругие свойства связующего. В результате экспериментального сопоставления значений скорости расиространения упругих волн и статических модулей упругости различных стеклопластиков было установлено, что между ними имеется линейная связь. [c.106]

Различие же между ними состоит в рассматриваемых объектах, принимаемых допущениях и в методах решения задач. В курсе сопротивления материалов рассматриваются главным образом брусья в теории упругости —брусья, пластины, оболочки и массивы в строительной механике — системы, состоящие из стержней (фермы), балок (рамы), пластин и оболочек. В теориях упругости, пластичности и вязкоупругости используются различные физические законы, устанавливающие связь между напряжениями и деформациями, по каких-либо деформационных гипотез не вводится. В результате приходится решать существенно более сложные задачи, чем в сопротивлении материалов, и для их решепия прибегать к более сложным математическим методам. [c.9]

Остановимся сначала на связи между напряжением и деформацией не вполне упругого или вязкоупругого тела без пластических свойств. Для выражения закона, которому подчиняется деформирование упругих тел, достаточно иметь зависимость между их деформациями и значениями сил (нагрузок), производяш их эту деформацию. Но этого недостаточно для описания процесса деформирования не вполне упругих тел, где существенную роль играют также скорости изменения нагрузок и деформаций. [c.347]

Согласно молекулярно-кинетическим представлениям [46—53], вязкоупругость полимеров с линейной формой макромолекул, т. е. сочетание упругих и эластических деформаций с деформациями вязкого течения обусловлена проявлением гибкости макромолекул. Эластические деформации развиваются вследствие изменений конформаций макромолекул под действием механических сил, упругие — при деформировании валентных углов связей в макромолекулах и изменении межмолекулярных расстояний, а вязкое течение — как результат необратимого смещения центров тяжести цепей. Если гибкие макромолекулы соединены в единую пространственнзгю сетку, то полимер ведет себя как эластическое тело. Если гибкость макромолекул проявиться не может, то полимер ведет себя как упругое (гуковское) тело. Расчет вязкоупругих функций линейных полимеров с учетом их молекулярной структуры и гибкости макромолекул затруднителен. [c.27]

Сущность метода исследования во всех случаях состоит в разложении прогиба НЛП его производных в ряд по некоторой фундаментальной системе функций и изучении счетной системы обыкновенных дифференциальных уравнений, которым удовлетворяют коэффициенты разложения. Для однотипной нагрузки в качестве фундаментальной системы берется последовательность собственных функций некоторой вспомогательной упругой задачи. При ис-с.тедовании же устойчивости сжато-растянутых неоднородно-стареющих вязкоупругих стержней последовательность собственных функций непосредственно уже не связана с соответствующей упругой задачей. Существенным является также выбор удачного представления для функции прогиба. Для ряда ситуаций численно исследована зависимость критического времени от функции неоднородного старения, параметра армирования и других характеристик задачи. Обзор современных концепций и библиография работ, связанных с устойчивостью однородно-стареющих вязкоупругих стержней, имеется, например, в [270, 404, 415, 520]. Некоторые [c.230]

В отличие от дисперсии, которая вызывает перераспределение энергии в искаженном импульсе напряжений при сохранении энергии волны, рассеяние связано с энергетическими потерями. Потери энергии в задачах динамики композиционных материалов определяются по крайней мере четырьмя явлениями 1) вязко-упругими или неупругими эффектами в структурных компонентах 2) рассеянием волн 3) появлением микроразрушения 4) трением между неполностью связанными компонентами. Важная для приложений задача о вязкоупругом демпфировании в слоистых балках и пластинах была рассмотрена, например, в работах Кервина [82] и Яна [198], где исследовались трехслойные системы, состоящие из вязкоупругого слоя, заключенного между двумя жесткими упругими слоями. Теория вязкоупругого поведения слоистых композиционных материалов была разработана на основе теории смесей Гротом и Ахенбахом [67], Био [33], а также Бедфордом и Штерном [22, 23], Бедфордом [21]. В первых двух работах волновые явления не рассматривались, а Бедфорд и Стерн определили коэффициент рассеяния для волн, распространяющихся вдоль волокон, и выразили его через вязкоупругие характеристики материала. [c.297]

В разд. III, наибольшем по объему из всех разделов этой главы, изучаются задачи о плоской конечной деформации. Здесь поясняются некоторые подробности методов решения. Краевые задачи в перемещениях можно решать чисто кинематически, не пользуясь ни развернутыми гипотезами относительно связи напряжений с деформациями, ни даже уравнениями равновесия. В краевых задачах в напряжениях и в смешанных краевых задачах необходимо постулировать определенные зависимости, описывающие поведение материала под действием касательных напряжений. Для простоты мы ограничимся исследованием упругого сдвига или квазиупругого поведения пластических или вязкоупругих материалов. Основы теории разд. III заимствованы из работы Пиикина и Роджерса [26]. [c.290]

В предыдущих исследованиях, о которых здесь упоминалось, материал матрицы предполагался упругим. Однако во многих практически важных случаях связующим является полимер с вязкоупругими свойствами, которые могут быть описаны соотношениями линейной теории вязкоупругости. Наличие разрывов в волокнах (вследствие их неравнопрочности) приводит к возникновению локальных сдвиговых напряжений в матрице, которые, как можно предположить, релаксируют. В результате все более длинные части волокон около разорванных концов не могут нести нагрузку. Такая последовательность разрывов, следующих один за другим, наводит на мысль о существовании временной зависимости процесса разрушения волокнистых композитов даже для однонаправленных, нагруженных в направленииТволокна. Дадим здесь краткий обзор модели Розена [56], на которой основывается и наша, с тем чтобы применить ее к анализу вязкоупругой матрицы. [c.286]

Обсуждаются способы расчета эффективных вязкоупругих свойств композитов на основании свойств составляющих их компонент при помощи методов, рассмотренных в [1], а также в свете работ [2, 3] по стеклопластикам и работы [4] по стекло- и углепластикам на эпоксидных связующих. Как показано в [1], для области линейной вязкоупругости подобный расчет можно довольно легко выполнить при помощи известных численных или аналитических упругих решений. Для иллюстрации отдельных аспектов анализа вязкоупругих свойств композитов будем опираться на использованные в [2—4] уравнения микромеханики Халпина — Цая [5] для упругих однонаправленных волокнистых композитов. [c.181]

Дальнейшее обобщение линейной теории вязкоупругости состоит в переходе к нелинейным уравнениям вида (10.41) или (10.42), т. е. к соотношениям указанного вида при нелинейных операторах Р и R. Нелинейная теория вязкоупругостн позволяет получить достаточно хорошее описание ползучести бетона и полимеров при различных режимах, в том числе неизотермических. В то же время этой теорией не охватываются необратимые процессы, протекающие мгновенно (атермическая пластичность) такие явления, как было указано, характерны в первую очередь для металлов. Тела, обладающие упругостью, вязкостью и пластичностью, описываются теорией упруго-вязко-пластических сред. Реологические уравнения этой теории уже не могут быть представлены в виде (10.41) или (10.42) (даже при нелинейных операторах Р и R ) подобно тому, как соотношения между напряжениями и деформациями для упруго-пластического тела нельзя записать в виде конечных (функциональных) связей. В рамках упомянутой теории и следует искать описание поведения металлов при достаточно высоких температурах. [c.754]

Механическую систему называют нелинейной, если нелинейны соотношения, описывающие процессы ее движения или статического деформирования, в частности, если хотя бы одна из обобщенных сил нелинейно связана с обобщенными координатами и (или) обобщенными скоростями. Хотя всякая реальная механическая система в той или иной степени нелинейна, в ряде случаев влияние нелинейности пренебрежимо мало тогда для описания таких систем можно пользоваться упрощенными линейными моделями и соответствующими им линейными теориями. Таковы, например, основные статические и динамические модели, используемые в сопротивлении материалов, строительной механике и теории упругости, а также некоторые простейшие модели теорий вязкоупругости, аэроупругости, гидроупругости, магни-тоупругости. О линейных динамических задачах см. в т. 1. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...