Материал: Методологические аспекты исследования процессов структурообразования композитов
Рис. 2. Трансформация кривых течения £ (Р) с ростом интенсивности вибрации I при сочетании непрерывного
сдвига с ортогонально направленной к нему осцилляцией (модель
"сборка"); реологические зависимости и соответствующие им структуры
дисперсий: 1 - без вибрации; 2 - при вибрации с оптимальными параметрами
Таким образом, момент возникновения слоистости является
предвестником перехода к накоплению необратимых повреждений под действием
внешних силовых полей. Наложение на деформируемую систему вибрации с
оптимальными параметрами коренным образом изменяет [1] характер ее разрушения в
сдвиговом потоке. Имеет место разрушение уплотненных слоев с лавинным
образованием микроагрегатов частиц при одновременном формировании структуры в
виде ячеек с ослабленными коагуляционными контактами; при этом зоны скольжения
исчезают. С точки зрения синергетики такой эффект может быть объяснен [7]
ростом степени неравновесности системы в условиях дополнительного воздействия
вибрацией, вследствие чего структура, как правило, измельчается. Данная
трактовка находится в качественном соответствии с результатами
экспериментальных исследований: сочетание непрерывного сдвига с ортогонально
направленной к нему осцилляцией вызывает [1] распад структуры на агрегаты,
размер которых уменьшается, а число увеличивается с ростом интенсивности
вибрации I = а2ю3 (а - амплитуда колебаний, V/ - круговая
частота). При этом также происходит уменьшение размеров микронеоднородностей и
более равномерное их распределение по объему, что способствует изотропному
разрушению структуры. Предполагается, что модель "сборка",
расположенная как указано на рис.2, наглядно иллюстрирует особенности
структурных изменений в дисперсных системах по мере роста I, проявляющихся в
перестройке хода кривых течения.
Выводы и предложения
Таким образом, нарушения непрерывности развивающихся процессов различных видов можно представить в виде стандартных катастроф, находящихся в соответствии с моделями диссипативных структур. Этот факт свидетельствует об устойчивости топологических моделей типа "складка" и "сборка", (т.е. о пригодности для описания реальных систем). Выявление в экспериментальных графических зависимостях данных четко различимых геометрических структур позволяет сделать заключение об общем характере рассматриваемых явлений. Кроме того, понимание качественной стороны обнаруженных нетривиальных эффектов дает важную отправную точку для дальнейших исследований дисперсий в критических производственных ситуациях, возникающих при получении композитов на их основе.
Для дальнейшего развития представлений о закономерностях и
механизме образования, устойчивости и разрушения указанных выше дисперсий
целесообразно дополнить моделирование процессов структурообразования,
базирующееся на представлении о качественных скачках в поведении объекта,
предположением о возможном мягком характере бифуркации. Такой подход позволит
расширить спектр задач, связанных с оптимизацией режимов функционирования
системы.
Список литературы
1. Урьев Н.Б. Физико-химическая динамика дисперсных систем и материалов / Н.Б. Урьев. - М.: Интеллект, 2013. - 232 с.
2. Трофимова Л.Е. Моделирование процессов структурообразования дисперсных систем и материалов / Л.Е. Трофимова, Н.Б. Урьев. - Одесса: Астропринт, 2011. - 36 с.
. Николис Г. Самоорганизация в неравновесных системах / Г. Николис, И. Пригожин; пер. с англ. В.Ф. Пастушенко. - М.: Мир, 1979. - 512 с.
. Арнольд В.И. Теория катастроф / В.И. Арнольд. - [3-е изд.] - М.: Наука, 1990. - 128 с.
. Бартенев Г.М. К теории реологических свойств твердообразных дисперсных структур. Два типа реологических кривых течения / Г.М. Бартенев, Н.В. Ермилова // Коллоидный журнал. - 1969. - Т.31, № 2. - С. 169-175.
. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы / Н.Б. Урьев. - М.: Химия, 1980. - 320 с.
. Скворцов Г.Е. О закономерностях неравновесных процессов / Г.Е. Скворцов // Письма в ЖТФ. - 1990. - Т.16, № 17. - С.15-18.