Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

Урапкепие (28) записано и перемспных 1,г. Нашей целью является формулировка бссх уравнений в координатах <,1%. Перейти к ним можно с помощью формул (5), (б):

ГУ

ГГ

 

 

 

ЛГ

у/Ц&*1 С^/Г1 ■ (у1“ Уо)) +

^

( ^ / ^ 5 2

+

^

• ( 5 ^

 

 

+

V

 

\ Щ

^ д

> 0 .

 

 

 

 

Ч

 

 

 

 

Зшгсигы сохранения массы (17), (18) и обозначен не (7)

позволяют

прообразовать полученное неравенство

 

 

5 2

-§[ +

5 2

> /ч л 'уг V «I +

д V

1 *ч) -

1=0

 

1—0

 

 

 

 

 

 

 

-

^

^ - Ч л " ' Ч > 0 .

 

Умножив его на температуру среды 0, разделив на выражение \/Ц н используя тождосию Пиола (19), приИдсм х окончательной фор­ мулировке:

Е

» в ( ж +

''* • * * ) + (Члт г *

-

^=0

у

 

 

 

-

I УО-СЗп-’ -ч > 0 .

(29)

Необходимые нам связи получены. С их помощью можно сфор­ мулировать требование термодинамической разумности уравнений, предлагаемых математическими моделями. Для э т о т вычтем нз закола сохранения энергии (27) ограничение (29).

1=0

1=0

N

+ 5 ] ^ *(у* - ^о) - Т • • Ол - Т • У/о -

/ X |У- //л а т ц ^ и к д т о р ц о элосглолерио.» л а т с р и я л е

279

Ё Ч л~ 1 Т,

V(V,- у.)т + 1 УО-<1Я" 1-Ч < 0

Г=1

^

С помощью ко][ЯТИя массопой плотности /< свободно!) энергии среды 1-го компонента смеси

/ < = с,- - 05,-

(зо)

осп нос термодинамическое иераненстпо преобразуется к виду

 

Е « ( |

+ *?- V /.)

+ Е

<**■( й + *?•■?*) +

1=0

 

|'=0

 

N

 

 

 

■УЕ Г<

• ( * « - ' ' • )

-

Т . - ЭТд-.УГо- -

1=1

 

 

 

- Е <1/Г, Т) .уК -у0]т +

1^1

 

 

 

+ \ ^ 0 - 4 , Г 1 <1 < 0 .

(31)

Око должно выполняться для любого происходящего и материале процесса, Его мы и будем использовать в дальнейшем. 11а этом за к&пчниается нерпы!! этан построения математической модели. Кон­ кретизация се должна осуществляться применительно к определен­ ным классам материалов.

3.Математическая модель поведения пластификатора &неоднородно нагруженном эластомере

Рассмотрим меру упруго!! деформации Коши — Грика С.

С

(32)

Она представляет собоИ симметричныII положительныII тензор, т. е. 1) его правые собстасппые векторы д* являются одновременно и ле­ выми:

<з ■«* = В! о = (■*<* «.■)<>•> ; 2) собственные значения представляют собой исотри цательные чи­

сла (обозначим их квадратами некоторых параметров А,); 3) соб­ ственные векторы 8| всегда могут быть нредстанлспы ортонормкрованной тройкой векторов, Обозначим символом О тензор поворота, переводящий базисные лекторы прямоугольной Декартовой системы координат С{ в ортоиормиропаппуютройку собственных векторов В)

тензора (3:

 

В; = ° * е»

(ЗД

На основании сказанного, меру упругоИ деформации Коши — Грина С можно записать о виде выражения от се собственных значений А,2, тензора поворота О и базисных докторов с,:

<» = А,*2 = А,2 О фе,- -О7 (34)

а квадраты упругих удлинений вдоль главных осей А,-2 представить с помощью формул

А*2 = (е,с|)<1> О7 - С - О .

(35)

В даппой рабою рассматриваются материалы, плотности свобод­ ных энергий компонент которых /щ являются функциями темпера­ туры среды 0, характеристик се обратимых деформаций А,- и кон­

центраций жидких компонент смеси

Полагаем, что они

имеют следующий вид:

 

 

Л = Ае(0|РЬ”мРдг«Л],Л2>Аэ) .

(36)

Пол концентрациями жидких компонентов смеси подразумеваются выражения

=№

‘Р’ А й + - + /**«« В зависимости от физическое смысла констант 0} они могут иметь

значения объемной доли жидкого компонента, массовой доли, моль­ ной доли (отношение числа молекул данного вида к общему числу молекул в молом объеме) и т. и.

3.1. Изменении шлрпмотроп состояния упругой срсдос

Рассмотрим, как меняются по времени характеристики обрати­ мыхдеформаций А,. Продифференцируем равенство (35) но времени *. С помощью косвен ммстричкого тензора \У

- п г

но запишется ц виде

-

ЙС = (0.0,•)<!>.. ( № О т - С О + От ~ 0 +

+ 0 Т С-О 4 ^ ) =

д п = (<**)«> • • (\У ■А / с,с, + От - ■О +

+ А / <>;«». УГТ)

Правила свертки тензоров и кососимметричность тензора \У позво­ ляют упростить изученное выражение:

(^'"й г)< с> " (^•2с*С«)<1> • ‘ ^ + (<*•«•)<»>

0 Г

- О +

= (АЛчс,)<|> .. У Г = (с;с1)<|> • От ~

- О .

(37)

Таким образом, задачА расшифровки закона изменения Л,- во време­ ни свелась к анализу поведения произнесло!! от тензора С.

Еще раз отметим, что иашеП целью является формулировка всех уравнении в координатах (,г,. Это касается я особенностей записи тензора О. Перейти к ис!1 позволяет связь

о

= ± . =

=

- о

О - 1

(38)

^

0Г„

014 0Г„ 01'. 1 0 г ./

- Ч я

 

 

Она справедлива, поскольку полагается позможнмм выражение искторов га и друг через друга и оно не зависит от времени 4:

г* = гй(г.), Г. = Г,(га).

В результате мера упругой деформации Коиш — Греша О предста­ вляется выражением

а = №

/ ) - '

Р л ' Р я ' Р л " 1

От него нетрудно взять производную по времени I. Поскольку тензор не зависит от времени, искомая производная имеет вид

Я ® -- (ЯЮ лЛ )"1- - ^ - - < 3О / г ОЧ л ■' +I

 

+

<*пТ ^ '* - Р / Г 1

НО)

Изменим правую масть равенства (40), вкл( чкв о слагаемые свертку с единичным тензором:

Щ = (Р а7 ) - 1 - ( Р лМ Р я7) - ’)

- ^ Р л

Р и - ’ +

+ ( « / ) “ Члт ^

( Ч

; Г ‘ - Ч «)

Р а' 1

Связь (38) позволяет записать в новом, более коротком виде полу­ ченное выражение;

§8

= Р Л < 0 л г >-, -

^ - Ч . +

 

 

+Я аТ ^ - Р л

- ’ Р . .

(«)

Для дальнейшего анализа потребуется более конкретная расши­ фровка смысла тензора С)п. Рассмотрим се. П соотастствии с тео­ ремой о полярном разложении тензоров, справедливо равенстпо

Я* = Оа - К 9

в котором положительный симметричный тензор II и орто^нольиый те1гэор Оа определяются формулами

н = \Льт -ча1

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