Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

<*> - 2А ( с , +2 С2) + 2А (к1! + Х2 (А2 - 1)) ;

си,>

 

т (й + й )'1- ^

+2А (д? .+ Л ( А 2 - 1) ) ,

*” = ~ЭЛ*7* ( ° ‘ +Л*^| (‘ " А*)+

+ 2А (х. + х г (А1 - 1)) ; (М .)

,11 =, » = 2-!^— (<7, (3,3, Аг)+ С» (3,3,Ла)) +

+ 2А %7 (3;3)(А* - 1),

 

I33 = 2 А хз (3,3)(А2 - 1 ).

(Из)

В этой задаче реально измерить напряжения 211 и I33» и тогда лелл-

ЧИ1Ш X* (3,3,) и С\ (3,3, А3)+ с 2 (3,3,Лг) могут быть легко опреде­ лены!

Полагая критерием выбора той. или другой группы инвариантов в упругом потенциале простоту определения обобщенных модулей упругости из экспериментальных данных, мы из анализа этих трех задач отдаем предпочтение инвариантам (7э) и в дальнейшем ис­ пользуем определяющее уранне]гне (9а), (10^ заменяя верхний ин­ декс 3 над внвариантами на "крыи/ку" (/») и опуская «го у других переменных.

Конечно, нэ уравнений (12|) - (Нз). принимая во внимание со­ отношения (И), получаем нулепые напряжения для иедеформпро­ валного состояния. В случае несжимаемого материала Л = 1 для гидростатического напряженного и одноосного де^юрммровашюго состояний. И тогда, с учетом соотношений (11), получаем, что

Поэтому величина сг о уравнениях (9|.) —(93) становится новой не­ известной величиной, определяемой из решения задачи. Это демон­ стрирует справедливость определяющих уравнений (9т) - (93), (10) как для слабосжимасмых, так п для несжимаемых материалов.

2.2.Идентифнкпипл обобщенных модулей упругости с помоим*ю упругого потенциили

Располагая упругим потенциалом, легко идентифицировать об­ общенные модули упругости (*,, к» Фи Хь * = 1 , 2 ) и уравнения со­ стояния. Покажем это на примере закона Синьорш т (12), упругий потенциал для которого записывается в наших обозначениях в виде

или с помощью соотношений (Тз)<

Из последнего выражения легко определяются величины

у* и

+ (—12т ? + ^ т а )/а .

(^ )

Используя соотношения (10), находим

&1 = 1^1,

1?* =

2г71з/з + И*а,

 

 

1И|

_

-

.

Я'З

 

РI = — 2~.

Рз = - З т * /а -М та —

'

 

3

15

а

1 2 т а +

3

I10)

«1 = ^пц,

«а = у к п а/ 2 -

^ э -

Рассмотрим с использованием удлинения (9з) и упротонного за­ кона Синьоринц (тщ = 0) просто!! един*. В обозиачапнях, принятых в [12], для упрошенного закона Сипьорнни имеем

* л

0

С \ + *у

щ °’

т * = 8( П ^ у

т * = ~ Т Г ^ '

и так как для этого процесса /3 = 1, то из выражении (16), (16) иаходни

С. = *| = 0,

2Са = 2*а = С?+

С**

 

 

 

 

 

2 (1 - 21/)'

 

2*. =

 

_

30

 

 

 

 

 

2 »/)

'

 

1 - 2|/

8(1 -

 

_ 6 '( 1 -» )

3 0 (3 - 2 ф

»

15С»4

(И)

2 ( 1 - 2 р ) +

8 (1 -2 1/)

+

3 2

(1- г » / ) -

Используя теперь соотношений (123), получаем следующие ненулепые состаллякнцис тензора напряжении:

1' = 1” = Сшг(2е-$*/4)

Л

2

1 - 2»/ ’

 

с*3

 

<|г = С л +

2г/)'

 

2 ( 1 -

что полностью совпадает с решением! приведенным и (12], Отметим также, что при 5 = 0 из выражении (17) следуют равенства

полученные ранее при редукции определяющего уравнения (9з) на малые деформации.

3.Вариационная постановка задачи

3,1. Функциейшл I

Краевые задачи нелинейной теории упругости эа редким исклю­ ченпел! допускают только численное решение. Большое значение среди численных методов приобрели методы, основанные на оарна­ шивной постановке задачи. Для несжимаемых и слабосжимасмых материалов п линейной теории упругости используются смешанные принципы Геррманна ()), Кп [25], Настегала (27]. Для решения нелилейных задач воспользуемся функционалом

который является нетривиальным обобщением функционала, пред­ ложенного в (23]. В (1$) Уо — недеформирошмный объслс, и — век­ тор перемещении, р и р° — поверхностная сила на единицу площади и плотность в недсформирошшноК конфигурации, 5^ — часть по­ верхности объема Ц,. па которой приложены силы р. Варьируемые параметры функционала (18)- н и и.

Покажем, что пыражение (18) приводит к известному варнацнпиону уравнению

(19)

эквивалентному системе уравнений механики сплошных сред. Два последних интеграла в (19) сразу получаются яри вариации но и двух последних интегралов из (18). Первый интеграл получим для двух случаев; для слабосжимасмого (л ^ 0) и несжимаемого {о- - = 0) материалов. Пусть а = а (/|,/э ) ф 0. Нрооярмгрусм первый интеграл в (18) по С*. Имеем

да ( с г - * ,) * .

ОС* 2 +

(20)

Далее, принимая но шшмание соотношения (5),(10), получаем

0в _

д / 1 \

1 дх* _

 

№ , _ 8 о Л » . /

х1 о с * “

 

_ 8 / 9x2 бД

9x7 д!2 \ _

 

 

\зД бег

61-2 дс1)

 

- -о’((в- Ьаг-‘)п + (Ав- <зх - г/зС*-')^),

(20

0*1

дх! бД

Д,\1 ОД _

 

вог

#д да*+ дд да* =

 

= (8 - /зС '-‘)р, + (/18- С г _ 2/зСг -,)рг,

<И)

о&

_ 8)У дД

ей/ д д _

 

баг

дД бв1 + дД 0<зг -

 

= ( е - /з С * - % + (А В- а 1 - 2/3е г" % -

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