Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

 

+ 2

+ Ла —2 А^Аз^

+ 2<гЛ5а3л

 

 

<эз = 2

- А?ЛЭ^ Яц + 4А3(1 - А?)^ + 2<?А}А3.

 

Подстаол

юда ЛАиз (30) к а из (40), получаем

 

 

 

 

 

1п =1™ = 0,

 

 

 

 

I33 = 2(А| -

1)Й1 + 4(Л3 -

1 )кг + 2<х0+

 

 

+ ЪяЦчИ + 2\/Аа<го - 2у^Аз(1 + А§)Л| -

4 \/А ^ 3).

(41)

Относительное изменение объема п этой задаче

 

 

 

 

щ

= ^

=А>Аз =

 

 

 

= 1 + щ

(М » < Ь -

1) + *а(2А| - I -

А»)).

 

Отметим в заключение, что решение (41) и случае несжимаемого материала (о = 0) в точности совпадает с известным [12].

4.2.Большие деформации и псртикилъном тяжелом цилиндре

Бесконечно длинный полы И цилиндр из несжимаемого материа­ ла, внешни» поверхность которого г = Ь жестко закреплена, а вну­ тренняя г = а свободна от напряжении, нагружен массовыми силами (Риде — силами перегрузки, параллельными вертикальной оси ци­ линдра г. Здесь ц* — ускорение свободного падения, п — степень перегрузки, р° — плотность материала о иодеформированной кон­ фигурации. О цилиндрической системе координат положение точек тела и начальном состоянии определяется радиусом-вектором

V = ГЩ + 203, I <Э1 1=1 02 1=1 «Я |= 1-

Лекторы основного базиса запишутся о виде

Г1 = о )( та = гоа, 1’а = сз,

где учтено, что д щ /д р = «а. Отсюда получаем конариапгиые и кошравариантиые составляющие метрического тензора ц

Зп = 0эа = 1,

- г* V11 =9**= I, !722 “ 1/г* (42)

ц векторы взаимного базиса

V1 = 01,

Г3 = С3/Г,

Г3 = 0.3.

Определитель матрицы коварпаиниях компонент метрического тен­ зора § = г*.

13 деформированной конфигурации в цилиндрической системе координат положение точек тола определяется радиусом-вектором

П.= Ло1 + Я с а.

(43)

Так как цилиндр находится о обобщенном плоском деформированном состоянии, то

Я = Я(г) = г + и(г),

Я = * + и»(г),

(44)

и векторы основного базиса записываются и пидс

Н-1 = Я^О| + м/еэ,

И] = Лея,

П-з = оз,

определяющем следующие копарнантлыс составляющие метриче­ ского тензора в деформированной конфигурации:

С „ = ( « У + (»')»,

0 ,2 = 1 ? ,

С7за = 1,

С о

= и»'.

(45)

Определитель О = <7цС?гг<?зз -

Смб&Оэх =

(Я'Я)2. Используя

за висимостI»

 

 

 

о*) -

1 .Л И .

 

 

0 9 0 1 /

 

получаем контраварлаитпые составляющие тензора О:

с " =

1

_1_

 

0 » =

Я 2 '

^ - (Л Г + К У 8 Г ,3

 

«

(46)

(Л')2

’

_

(ДО2

 

п полностью определенные тензоры О* = С,у1-,1^ н С ,_ 1 = С'*

.

Теперь можно записать главные инварианты тензора С 1:

 

/,(с * ) = ,/^С ц = ( « у

+ („/)’ +

( $ ) ’ + .,

 

Ы О ‘ ) = ы с ч м

е " 1) =

°9<}С‘>=

 

Для решения задачи используем функционал (18), учитывая, что поверхностные силы отсутствуют и для несжимаемого материала о = 0. Будем полагать также, что обобщенные модули упру­ гости — константы. Отсюда вытекает, что XI = 0. Поэтому (18) принимает шщ

(48)

Этот функционал зависит от трех функций — <г, Я н ш к их произ­ водиих

Урани к и я м и Эйлера для него будут

с естественными граничными условиями

д р \ 1

л

д Р

п

0 Р \

(60)

д<т'\1г = . , . =

•

 

г= 0

’

» Й '1г= а

Ы

- 0

Кроме того,

 

 

 

 

 

 

 

•

и =

°>

« 1г=» =

5-

(51)

Из (48) имеем

 

 

 

»/•

 

 

 

ё

= (ь -.)г,

.

 

 

до1 = 0

 

и из первого уравнения (49) получаем /3 —1 = 0. Подставляя сюда выражение для 73 (*47), приходим к дифференциальному уравнению

 

(Я'Л)а = г3,

 

решениями которого будут

 

 

Л = г ,

11= \/2М - га.

(И )

Здесь уже учтено второе

граничное условие (51).

Второе реше­

ние (52) соответствует цилиндру, вывернутому наизнанку, что для поставленной задачи нереализуемо. Поэтому

 

Л = г,

 

(53)

т.е. н(г) = 0 в (44).

 

 

 

 

Из (47) имеем

 

 

 

 

 

%

 

= 0

(54)

ди>

О ш '

 

 

 

Найдем производные д \Л г / д ш т и д \ У

/дик

 

ЛТУ= ОУ/ ьи

 

дН

 

Ош1 01% 0и/

+

012

 

и с учетом выражений (47), (53), (7з), (10) получаем

 

д\У

 

 

 

(55)

дш* = 2(*|

-Нтг)и/.

 

Осуществляя аналогичные действия, имеем

 

дУ/

(5 0 )

О,

дш

 

С учетом (54) —(56), получаем из (48) следующее выражение для второго уравнении (40):

2 ^ * , +Л 2)гш') = -^ °П 5о»к*

 

Отсюда, с учетом второго условия (50),

 

2(*Ч 4- **)ги/ = “ ^/>°пдо(г2 - а2).

(57)

Решением уравнении (67), принимая по ишшанис период гранями условие (51), будет

 

р°пдо

(Ь2 - г 2

3

 

(58)

• ■ ч

* н

- ы « 1 -

Ч

)

 

Из (47), с учетом (63), имеем

 

 

 

 

 

 

0 /э

2

д!з

 

 

(59)

 

д п ~ 7 ’

д № ~

 

 

 

 

 

 

НаИдсм производную

 

 

 

 

 

 

 

_ 0 &

&и О Ц ' 0 !г

 

 

ОН' ~ ей он>+ ей онг

 

 

Сучетом выражении (73), (10), (47), (63), получаем

 

/<№ = 0. Осу­

ществляя аналогичные действия, приходим к выражению

 

ОН ~ М* г

 

 

 

или, учитывая (57),

 

 

 

 

 

 

Л Ж _ 2Аа /

А # о

 

 

 

ОН

г ^4 (1 ,+ * * )

г )

 

 

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