Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

'^ебоианне (15) представляет собой формулировку п координа­ тах 1,г. закола сохранения массы:

 

 

= О,

 

1=0

где символвди т ? обозначены выражения

п,о

=

доГ ( у/^Во ) I

= ^ ( \ / 7 # л )

+

V {\/Ч в 1 У 1 ) (• = >..... * ) -

При записи выражения для

учтен факт равенства, нулю вектора

''о- Величины ш* представляют собоЛ скорости производства массы соответствующего компонента смеси в точках среды. Нас интересует случаи отсутствия химических реакции и материале. Поэтому долее ми будем полагать все величины т] равными нулю. Но это нс что иное, как требование выполнения равенств

ж

=

 

^

)

= 0 -

^

+

V

(« ?* ,* )

=

 

 

=

% 1 у / П * )

+ * •<

\ ^ » « г ) = 0 . (»> о). (1Г)

Величины р} —

имеют физически Исмысл плотностей конти­

нуумов п точках среды (бесконечно малых объемах)» двигающихся Имеете с деформируемым компонентом смеси. Условие (16) означает Зребошшкс независимости величины рд от времени I:

«; = у/Ц » = Й(г.)

(18)

Точки деформируемого континуума неподвижны в координатах, дви­ гающихся вместе с этим континуумом» и перераспределить спою мас­ су относительно указанных координат нс могут. В спою очередь вы­ ражения (17) представл»ют собой условия сохранения массы жидких компонент смеси.

Связь (14) с уметом законов сохранения массы (17), (18) ирщ,^ мает вид условия

1=0

X) уД1« ' V Ч -

4=1

Т - < Е * /Б Ч д _ , -Ъ > = 0

С помощью тождества Пиона

V •

Ч л -1) = 0

(19)

и справедливого для любых тензоров Л и В равенства

V - (А • В) = (V А) В + А т V »

ома приводится к хорошо известному в механике ицду

*

Е а * | - ^ т Г ' - ’ Т = » . (20) «=а

Это уравнение движения среды. Символом Т обозначен тензор на­ пряжений, действующий в точках среды. Он складывается из на­ пряжений, действующих на компоненты смеси:

N

т

= е

т‘ •

 

 

 

г=о

 

 

Величины

Лу,'

 

*

 

«ч =

+

(21)

- ^ -

V) • V V,

являются ускорениями соответствующих континуумов. Покажем это. Ускорение 1-го компонента смеси вычисляется по формуле

При записи скорости движения у; в виде функции аргументов 1,1*. с утегом (0) выражение (22) преобразуется к виду

 

 

ву,({,г.)

 

5г.(1,г?)|*

 

-

т

5г.

 

01

1.

 

_

5 у , ( * , и

5у,(«,1*,)

 

_

дV^

 

 

01

5г.

 

 

01

 

что и требовалось показ;г

 

 

 

 

 

Вподя но01.1с оболгам

 

 

 

 

 

 

Ь = Й * 1 - ( Ч

Л

' - ^ т , ,

(23)

уравнение движения среды (20) можно переписать в виде

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

Е '< =

0 •

 

 

 

 

1 =0

 

 

 

 

Заинсимости (23) представляют собоИ законы двнжени

 

тов смеси

=

(Ч л Т 1

• V Т|

+ Г( ,

(24)

 

в которых величины Г, имеют смысл сил взаимодействия ее компо­ нентов друг с другом.

На основании равенств (14), (15), с учетом законов сохранения массы (17), (18) в зависимости (13) ненулевыми будут только следу­ ющие слагаемые:

ф = Е

х / ' Г й ^

( « < + 5 К

• V .-)) +

с=о

 

 

 

+ Е

\ Д Г

? ( « . +

5(у ( * < ) ) -

1=1

- 1Р - ( ч/ « « я - 1 Т . уо) + 7 - ( ' / Ч Ч * - , ч ) -

- Ч - ф у / П а п ' - Т , ( у , - у 0) ) = О

Выпнслциос выражение можно дальше упростить, раскрывая произ­ водную по времени от свертки V <V, используя условие (19}, опреде­ ление (21) к тождество

 

У - ( А . уо) = (V

А) • уо + А

V у0

(25)

В результате получаем связь

 

 

 

 

 

Е

* ( ^

+ V , - . * * )

+ 5 > « ,

V , . -

 

 

 

 

 

 

г=о

 

 

 

 

-

( а ЛТ) " 1- - 7 Т . у 0

- ( р я - '

т )

V » ,

-

 

- Е Ч л " 1 т <• • 7 ^ » - г о ) т -

 

 

 

 

 

»=1

 

 

 

 

 

 

 

-

Е (

<*П Т Г ‘

 

( V , - Г о )

+

 

 

 

+

(ЧлТ)~1 • • V *|

=

о,

 

 

 

которая с помощью условий (20), (24) приводится к виду

 

Е * ( т ? + * $ * ) + Е г-

 

 

 

-

( Ч д - ' - т ) - - Ч у *

-

Е <*л"1-Т < ,‘ ^ ( ,г«--»*)Т +

 

'

 

1

 

.*=1

 

 

 

+ ( Р л т Г 1 - ? ч = 0 .

 

 

 

 

Используя преобразование

 

 

 

 

 

 

 

^ Ув

— От. \Д11

 

 

 

 

н обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

□ .

=

 

 

 

 

 

(М>

запишем окончательную формулировку закона сохранения энергии:

 

 

 

О п -

- т

^

д л- ‘ - т , - V (V* - у . ) 7’

+

+ (Р«'Г)_1 • • 7 Ч

= 0 -

(27)

Для получекни дальнейших лыподов требуется использование вто­ рого закона термодинамики. Рассмотрим его.

2.3.Второй закон термодинамики кк его елвдетиия

Вес процессы в системе возможны только при самопроизволь­ ном роете или неизменности объемной плотности энтропии смеси. Уменьшение ее происходит лишь лод действием окружающей сре­ ды (за счет отвода из материала тепла). Мы используем далее в качестве формулировки второго закона термодинамики неравенство Клаузиуса — Дгагема

где *,• — массовая плотность энтропии мт> континуума; 0 — темпера­ тура смеси. Естественно, что это неравенство должно выполняться для любого фикс проваиного объема V , Следовательно, справддли- № дифференциальная его формулировка (получаемая с помощью формулы Остроградского — Гаусса):

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