Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

где СГГесть второй изотропный тензор четвертого ранга [13), а

Л * В = Л«>ыг{(г; ■0 )4 1-1

(А — тензор четнертого ранга, В — тензор второго ранга) есть ска­ лярное произведение справа тензора В и второго базисного вектора тензора А, считая базис иыо векторы слепа направо, я также заме­ чая, что

к

 

 

ОЬ

= 0,

к = 2,3 т = 1,2,

ЛСГ

 

 

С ’ =в получаем определяющие соотношения, сравнение которых с законом Гука

+

где С — модуль сдвига, А (с) — первый инвариант тензора малых деформаций с и А — константа Ламе, приводит к следующим связям между обобщенными модулями упругости соотношений (90 - (9 э ) и параметрами материала в законе Гуки:

л = 4 {-~ Т

(*1 +2 *з + А )

+ 2-^- Г/Т| +2 *2 + А ) -

\ д к

4

1

д ! 2 К

*

-

 

^ + (А +2 А + А )^ |

>

л " , (А - ( ‘' +Й) ) и . » ;

0 = 2

, к = 1,2,3.

Изэтих соотношений легко получить выражения для объемного мо­ дуля 1) и коэффициента Пуассона V

2

Иэ последних соотношений вытекает, что если

д.

со при к = 2 ил»

3, то В =* оо и V => 0,5.

 

Как было отмечено выше, обобщенные модули упругости Ь,-,

X,', к = 1,2,3,« = 1,2 в определяющих уравнениях (93) - (93) могут быть найдены из упругого потенциала или но данным зкспе­ римента. В последнем случае для того чтобы уравнения состояния были энергетически допустимыми, должны выполняться следующие равенства, вытекающие из соотношений (10):

^ 4

к

0р\

_ др±

0 Й _

_дкг

дк

*к

к

~~ к *

к

дЬ

дк

&к

2.Идентификация параметров модели

2.1.Идентификация обобщенных модулей упругости ко результатам простейших экспериментов

Покажем принципиальную возможность идентификации некото­ рых обобщенных модулеII упругости из трех простых экспериментов, и простота их определения будет критерием для пыбора группы ни* вариантов, используемой п упругом потенциале к уравнениях сосго-

Я11ЫИ.

Простой СДМГГ. В этом процессе материальная точка, опре­ деляемая до деформации радиусом-вектором г = (с* •

I,/ =1,2, 3, Ьц — дельта Кронсксра), занимает ь текущей (актуаль­ но!^ конфигурации положение

И = (я1 + $е3)о1 + аг2оа + г3сз,

где в — параметр сдвига. Тогда базисные векторы, составляющие истрического тензора и определитель его коларнвнтиых компонент зашинутск и начальной и текущей конфигурациях ышдс

Г1 = б1'/дх*а Г| = О], 1*2 = 02, Га = ел;

0гг = 9й =

1

 

9**== 0»

ф« 3\

9 = 1;

И,- = д Т 1 / д г * \

Е | = ^ ,

П-з = ДС| + с*,

И д —оз;

Г

Си = 1

С» 12 = «

 

С?1д = 0

1

\

Оц = 3

6>»г = 1‘1"**

С?23 = 0

>,

[

С31 = О

С32 = 0

 

<7зз = 1

^

[

С п

=

{ + *2 С 12

= - а

О1* = 0

^

< О21

=

- 5

<?и

= 1

Сп = 0

 

[

С 31

=

О

О33

= О

С**=1

)

0 = 1. Из этих соотношений вытекает, что 1\ = дЧС?*/ = 3 + *2, / 2=

1 2

3

= { С Ш 1 & = З + в2, /3 = 1 и

= 1 , 2 , и из опрсделя-

ющих уравнений (91) - р з) колу чаем следующие ненулевые соста­ вляющие тензора истиных напряжении Т = ^ ’е*е^:

<и = 2 х| - | ( А + 2 ь ) Л

(•*3 = 2 XI —д ( а*1 —

 

(122)

(11 = 2 XI +2 (* . + А'а^ а1,

(,г =

2 ^'1 +

4 ,) а,

1п = 2Х1.

1зэ = 2 Х3,+ 2

4»**-

(12,)

Для этой задачи экспериментальные данные реально получить для составляющих тензора напряжении 1п 91за и 133, и из последних »юж-

* Ь

к

но определить обобщенные модули упругости Л), *а ч XI* Наиболее

з

а

д

удобны для этого простейшие выражения (12а) для

 

к? и Х1 <

Гидростатическое напряж енное состояние.

 

В этом про­

цессе начальная и актуальная конфигурации определяются радиу­ сами-векторами г = х‘е,-, Я = А*вО(, и тогда

Ч= 41, 9,, = 9й = 11»= 1.2,3;

91} -

9° =0,

I ф ];

9 = 1 ;

К,- = ><*. С„ = А1, С" =

1/А2, , = 1.2,3;

Сц = С” = 0, >?}■

С = А6;

А= ЗА2,

/2= ЗА1,

1а = А*,

/]=/* = 3;

-Ь=ЗЛа -(А 0 _ 1),

Л = ЗА4 -

2(А“ - 1).

3 2

Так как /1=/з= 3, то из соотношении (II) следует, что XI— а 1,3 выражений (Ох) - (93) получаем

1

I" = | ” = <*э = 2 ^ + А Сг А+

*11 =

= <" = 2А3 х , (3,3)(А° - 1);

(13,)

 

- А 3) + 4 < ? ,А (1 -

 

 

+2А3 (х! + X, (>' - О) •

(13з)

В этом процессе легко определяете» пеличииа-хэ (3>3).

Одноосное деформированное состояние. Этому процессу соотвстстьуст осажлиапис сп лотков цилиндра о замкнутом объеме. Кинематические н силовые характеристики процесса в цилиндриче­ ской системе координат —г, 72 = *рхд3 = г, где в* -обобщенные координаты, определяются зависимостями

Г = ГГ] +

21*3,

К =

Г Г| + А « э ;

1*1 = в |, 1*а=гва,

гз = ез,

|с,*|= 1, 1 » 1.2,3,

Оп = 1713 = !?зз = 033= 1; 977 -

1,7* 927 ~

9Ц = 9** = 0,

%фк

9 = г2;

И, =еь

Яа = гс2|

Из “ Аез,

О ц = О " =

1.

 

а =

г2,

Суз = А3,

С22= 1 /т\

С ээ = 1/А2,

С(7 = С « = 0,

 

 

0 = (г А )2;

 

Л = 2

+ А а,

/3= 1

+2Аа,

/з = А*:

* 2 + А2

? 1 + 2Л2

з з _

/] = Д 2/3 »

/а=

■

А4/ Л

/ 1= / 2== 3|

н иэ соотношений (II) и (01) —(9э) получаем, что XI—® 11

= 1» = 2 ^ + 2 ^ + А ^ С, +2А (х 1 + XI (А1 “ »)) .

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