Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

уме происходит всегда из более горячих областей материала в более холодные.

Рассмотрим теперь особенности моделировании массообмеииых процессов. Подставим для этого значения напряжении Т,-, действу­ ющих на 1-й континуум, н силы взаимодействия 1, из формул (52)- (ББ) о уравнение движения (24):

 

/V

-

(<ЗнТ Г ‘ V о - 5 2 Ч ? (у * - у о) •

 

1=1

Определим аналоги химических потенциалов жидких компонентов смеси с помощью выражений

 

(«>)

1

ь=о

Они отличаются от реальных химических потенциалов щ тол сомножителем

щ = га,- р?

(61)

где пц — масса одного моля *-го континуума. П результате закон движения (59), с учетом связи между операторами градиента места в актуальной г и рассматриваемой г, конфигурациях, переписывается в следующей формулировке:

N

= - 0 V/^} - &8{ Щ - ^ 1/^* (VI - У П)

к=1

Таким образом, движение г-го континуума происходит вследствие неоднородности химическою потенциала /Х| (или его аналога д*) и поля температур 0. При этом движению противодействуют силы вязкого взаимодействия компонентов смеси * —уо).

Последнее, в чем осталось убедиться, — это справедливость пера* вепства (49). Сразу следует отмстить, что симметричность полною

тензора напряжений Т и кососимметричность тензора У /р обраща­ ют и ноль результат их двойной свертки:

Т У?г> = 0

(«2)

Используя выражения (50)-(56), (62), преобразуем огратечение (49):

N

N

 

 

 

5 2 2

Ч«‘ (у* -

уо) - (у<-

уа) +

•=1 Ь=1

 

 

 

+

^

& й +

\ ч, V »

Я а ' 1 •(<Ь«Т) _,>^ > 0 .

Второе слагаемое и полученном выражении не может принимать от­ рицательных значении. Доказывается это с помощью следующего преобразования

т . . т _

1 ( т

- в ) ’

= ,*«*

-

| | « ! + « | + 1т?), =

=

\

- ^

) 2 + ( ° 1

-

«?)2 + Щ - *?)’) > о (63)

Первое слагаемое неотрицательно о соотистстшш с условием (58) Для моделирования проходящих в среде процессов необходимо

сформулировать еще одно уральские — теплопроводности. Для его получения необходимо подставить и закон сохранения энергии (27) с помощью связи (30) выражение массовой плотности с,- через харак­ теристики /*, 0,

1=0

 

1=0

 

+ 2

л в ( ж

+ у?'V** ) +

-

Г=0

т

 

1=1

IV

~ Т . . О „ - Т - \ У „ - ^ С*я - , - 1 | - У Ь , - т . ) т + 1=1

+ (Лп1)"1 • V Ч = о .

(64)

В равенстве (64) необходимо раскрыть значения производных по вре­ мени от величин Это осуществляется с помощью приведенных ниже формул. Первая получается на основе зависимостей (45), (47), (51) и имеет вид

о я

»=о д\) т

Вторая формула выводится на оскопе связей (7), (17), (19), (52), (54):

л N

м м

п .

Е Е « ! |& - - Е З > Л $-ю*а-

1=0 *=1 4=0*=| е*

= -

5 2 1 С л'

""Ь

^

А

>/ч

Ч д -1 • (у* - у°) +

 

4=0 ±=1

 

 

 

 

 

+

0Ь \Л1 М лТ) " 1

 

^

(т Ь -

У0)^

=

 

N

 

 

 

 

 

 

= - 2 (С + г* V Л • Ч п "1 +

 

 

4=1

 

 

 

 

 

 

+

4 0

СЗк-1)

 

( ^ - У о )

+

+Е Яп~' Т ь ' 4 ( у * - у а)т

4=1

Витоге рассматриваемое выражение (64) при подстановке вы ных формул и зависимостей (50), (32) принимает вид

]С е‘° ( ж

+ У <‘ ^ * < )

+

( * 1 - уо) +

4=0

 

 

4=1

+ (<Элт

) " ‘ • • V ч

=

О

О учетом равенств (55) оно окончательно формулируется законом

= 5 ^ 5 2 <у‘ “ у°) <У| " у#) “ Ю яТ) 1 • ^ 1 •

1=14=1

связь л представляет собой закон теплопроводности. Изменение энтропии системы происходит за счет переноса се погонами компо­ нентов смеси, теплообмена среды с соседними областями, в результа­ те выделения тепла пусловиях вязкого взаимодействия компонентов смеси при движении друг относительно друга.

3.3. Краткая информация о модели

Для записи математических уравнений в отсчстпой конфигура­ ции используем основные характеристики состояния среды, иереч 11- слеш1ые итабл. 4. Часть из них представляют собой известные физи­ ческие параметры состояния среды, другая пасть является удобным обозначением нужных нам математических выражений.

Все процессы в материале в рамках рассматриваемой модели опи­ сываются уравнениями, сформулированными в табл. 5.

Свойства материала задаются скалярными функциями /;, т^ь(та6л. 6), Их необходимо определять экспериментально. При

ЭЮМ величины 7}у, Т)'* могут быть функциями параметров СОСТОЯНИЯ материала 0, <р\, , А], А2| Аз и их производных по времени. Важно только, чтобы удовлетворялись неравенства (67), (56).

Тензор напряжений среды Т , плотности энтропии компонентов смеси з; и аналоги химических потенциалов жидких составляющих материала р? однозначно выражаются через плотности свободных

энергий

4. С вой ства п л ас ти ф и ц и р о в ан н ы х эл асто м ер о в

Для решения конкретных задач необходимо знание массовых плотностей свободной энергии компонент материала.

•Далее всюду будем рассдшщриаащъ даукампошнткую с.месь, со­ стоящую уз полимера (дефоултруемый компонент) и пласти­ фикатора (жидкии ко.нноненгл).

Таблица А

Характеристики состояния среды

I. Градиент радиуса-вектора точек деформируемого коптииуут

__ дг(1,у4)

ОТ,

2.Мера деформации Фипгсри

3.А|2 — собственные значения меры Фишера

4.Ьа* — собствсилые векторы меры Фиигсра

5.О — температура

6.Характеристика относительной скорости движении «*-го конти­ нуума

V* = Чп-1 • - Уо)

7.Плотность 1-го континуума в смеси относительно огсчетиоЙ конфигурации

й = ч/Ц В(

8.Характеристика отношения объемов элементов среды л акту­ альной н отсчетиой коифигурациях

Ц= № п Т - Ч«)

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