Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Т* — тензор истинных напряжении, действующих па а-Н континуум (тензор папряжспнН Коши 1-го компонента смсч:и);

е< — массовая плотность внутренне!! энергии ё-го компонента срсды (виутреиняя анергия ё-го хоктинуума в малом элементе сре­ ды, отнесенная х массе этого континуума и указанном элементе);

—лектор теплового потока ё-го континуума;

Л— производство энергии в ё-м континууме за спет энергетиче­ ского обмена с другими компонентами смеси (передача энергии между элементами среды).

Суммируя законы сохранения массы всех континуумом, законы

сохранения импульсом и законы сохранения энергии, получаем за­ колы поведения смеси. Они представлены в табл. 2 . 1) формулах использованы величины: 5 — среднемассовая плотность энтропии смеси; Н, — срсднсм&ссосос производство энтропии в точках смеси; Ът{х — лотох энтропии. О таблице следующими символами обозна­ чены:

плотность смеси

N

е= X ) *» >

»=0

средисыассовая скорость движения смеси

носктельная скорость движения компонентов смесл

Ду* = у4- V ;

тензор действующих напряжении в смеси

т т*г г: X) (Тг - РАУ| • Дуг) ;

срсдиемассоная внутренняя энерги

Таблица 1 Парциальные законы поведения компонентов смеси

1. Закон сохранении массы каждого компонента смеси

V8

2.Закон сохранения нмпульси каждого компонента смеси

IIIV

ё

(е,Г|) 1НУ+

/ 8/ " ■ ( йг,у<) 1,8 =

 

 

= Л В ' Е

т ^

5 + III Ь™

 

 

 

^ 5

 

' у

 

 

 

N

0

 

 

 

 

Е '•■=

 

 

 

 

1=0

 

 

3. Закон сохраЕЮНия энергии каждого компонента см

IIIV I (р'е'

+

5 * у' ,у4

^

+

+ / /

11

( Л'е*у* + ? Л' (у>'

у,‘) 1/5 =

= / / / т ! ^

+ Л ( п . ? 1 ) - У 1 * 3 - I I ( п - ъ ) Л З

V

 

 

8

 

я

N

Е * = о

«=0

Таблица 2 Глобальны е законы поподоинп смеси континуумов

1.Закон сохранения массы смеси

/ / / я I . + / / " И " = °

Vа

2.Закон сохранении импульса смеси

/ / /

ж (еу)1 лу + / / 1' ' ( еVV) ^ = /

/

нз

V

5

5

 

3.Закон сохранения энергии смеси

/ / / Ж <«■"" + 5*у- Ч Л' +

V

+ / / п• (+

(у

у) у) аз =

5

 

 

= Ц (п • ТИ1Г) -V

а з - ^ (11 <|т |г )

5

 

$

л. Второй закон термодинамики

/ / / Ж М г № + / /

- СЕ

«»*> <»5 =

= / Л <1, Ы

+ Л

1.,„(г <13

V

'* 5

 

<*, > 0

поток энергии между точками среды в результате тепло- и массолсрепоса

Чп><> - 2 (я< - Т,- • Д у; + те, Д у, + 1 ес (Д'Я Д уг) Д уг)

<=о

Дополнительным новым уравнением о табл. 2 является второИ закон термодинамики. I) отличие от других законов поведения сре­ ды, о литературе для нею предлагаются различные неэквивалент­ ные формулировки [13].

Дли решения конкретных задач необходимо раскрыть смысл вы­ ражении, описывающих термодинамические свойства. Требуется установить, хак они связаны с параметрам» состояния среды (тем­ пературок, деформацией, концентрацией компонентом к т. д.). При этом задание вида выражении должно быть объективным, удовле­ творять принципам;

1) детерминизма (состояние смеси определяется историей движе­ ния се компонентой);

2) локального действия (состояние среды в точке определяется только процессами около этой точки);

3)независимости свойств от системы отсчета;

4)равпопрнсутстлня (величина, присутствующая в качество неэааиевмой переменной и одном определяющем уравнении, присут­ ствует во всех остальных уравнениях, если только се появление нс

запрещено законами физики или условиями инвариантности).

1 .2 , Теория твердых растворов

П ряде случаев для описания процессов используется теория твердых растларои. Это частный случай приведенных выше зако­ нов (6, 1], 12, 16-17]. Полагается, что смесь образонана основным деформируемым континуумом (все величины, связанные с тем, бу­ дем нумеровать индексом коль) и N примесями (диффундирующими компонентами). 13 основу модели положены следующие укрощения.

1 , Масса примесей (диффундирующих компонентов) невелика:

Й й 0

(■»*= 1......АТ)

Поэтому скорость движения деформируемою континуума практиче­ ски совпадает со среднемировой скоростью движения смеси:

Уо & V

2, Производная по Бремени от относительного импульса прене­ брежимо мала:

3. В теории вводятся понятия термодинамических сил и тер­ модинамических потоков. Испольэусггся гипотеза о линейной связи между ними для раскрытия конкретного физического смысла мате­ матических выражении.

В работе Бран кова и Раигедовой [И] предложена более общая формулировка теории для конечных деформации без использова­ ния понятии термодинамических сил и потоков. Понятие химиче­ ского потенциала диффундирующего компонента смеси считается □сходным и сразу входит в запись птарого закона термодинамики. С точки зрения первого из перечисленных упрощении, модель Бралкова к Рангелопой, безусловно, необходимо отнести к классу теорий твердых растворов. Однахо по идеологии анализа и получения ма­ тематических выражений она близка х теории Грина к Надхи.

1.3.Теория Грина и Надхи

Теория Ррнна и Падки предложена в 1905 г. [27]. Основные ес приложения рассмотрены в [20, 23, 28, 29, 33]. Главное отличие за­ ключается в следующем. Вместо парциальных законов сохранения массы, импульса н энергии для каждого компонента смеси в каче­ стве базовой посылки используется требование выполнения первого н второго законов термодинамики а любой инерциальной системе отсчета (табл. 3). Законы движения компонентов среды, неразрыв­ ности н теплопроводности получены в качестве следствии. Этот под­ ход мы кслользусм в дальнейшем. Полный вывод всех необходимых уравнений приводится ниже.

Источник: https://studfile.net/preview/19960747/