Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

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

С учетом (50), (60), получаем та (48) выражение для третьего урав­ нения (49):

, Ь ( Р°”9а

г * - о 2Л 2

. .

г ^4(Л]Ц+ + «^2)

г )

(в1)

Решением (81) при третьем граничном условии (50) будет

Используя соотношения (9а), (Ю), определим составляющие тензора

ис т и н н ы х напряжении в базисее(С у . Учитывая выражения (42), (45)—

(47),(53), получаем

Т= 2о(<м + и/е3)(сц + к/сз)+

+ 2 и/(Л1 + Х-2 - (г)((с| + 1и'с3)ез + «3(01 4- ш 'ез))+

+ 2 (<7 + Ш,а !г2 )с2 е2 + 2^(7 - « #а(Дг1 + &2 ~ < г ) )й3 « 3 = ^ ’с*<5|.

Отсюда

111

= 2<г, 1 ,а =

2( * | + ^ К

йм = 2 (сг+ ^ ) 1

 

I33 =

2 {а + н ^;2(А-1

+ 1*2)^ ,

где ш1 н а

определяются сосутношениями (57) и (52) соответствен­

но. Пренебрегая, как это обычно делается для малых деформации, квадратами перемещений и их производных, получаем нэ соотноше­ ния (61)

 

о4 = —и/7 = 0,

о — С

 

 

г

 

а =

 

 

п из третьего граничного условия (50)

0. С учетом этого для

малых деформаций напряжения будут равны

 

 

= ,«

= *» = о.

,13

А Ы » ’* “

а*)

 

 

2г

 

 

 

 

 

 

. "О (53), (58),

 

 

 

 

п

Р®Л9о / Р - Г *

„ Г

)

[ = 0,

у} = - ----

 

 

 

 

2

а

 

 

 

Фто решение полностью совпадает с приведенным » [14].

•1.3. Больш ие д-еформтции полоН сф еры

Рассмотрим задачу о деформации полон сферы из несжимаемо­ го материала, нагруженном внешним н внутренним давлениями. В недсформпропан ном состоянии п сферической системе координат

г = г нш0 соа \р\ 4 г аш 0 зш

 

4 г со$0к,

1*| = 5Н1 0СОвр1 4 51Н05Пк#1 4СО3 0к,

 

1* 2 =

- Г 5111

 

 

+

Г 81Н ^С 05 ^ ,

 

'а =

Г СОЯ0 СОЯ

+ Г СО? 08111 <р} -

ГМП 0к,

Т.€. Г = ГГ1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ц. 1=1,

|га |= 181110,

21

I 1-3 1=1-.

511=1.

.522 = г ^ т Ч

 

5зз = у

91} = 0 (11ф}),

»“ = 1,

 

 

1

 

 

лзз _ ^

 

дЧ =

0 (| з4 » ,

Я ” =

У2 5111* 0 '

 

9

-

р».

 

ЯгтИеш^О,

 

 

 

Г2

 

0*1

ГЗ

(63)

 

 

 

г

’

00

г

 

 

 

 

 

 

 

 

0 деформировали

м состоянии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я

=

 

4 и (г))г| =

Л(г)г1

=

А (г)ггь

Я ,

 

= ( У г + А)гь

 

 

 

 

 

га =

Аг2.

 

 

 

Яз =

—Га = Дгз|

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

О и

= (А'г “|- А)л,

 

С?2 2 =

А*г*81н^ 0}

 

 

Оэя = (Аг)а,

С0

= 0 ( < / ; ) ,

 

/711

—

*

 

 

г а

г ________ *

 

 

 

“ (А'г + А)5 ’

 

°

_

А1 г, »|ц2 0 ’

 

 

 

(Аг)»’

а »

= о (1 * л ,

 

С = (А')' + А)г(Аг)'1 ып2 0,

I, = (А'г + А)1 + 2 А*, 1г = \ л + 2Аа(А'г + А)2,

/л = (Л'г + А)2А<.

При выводе соотношений (64) использовались выражения (63).

Фуикцноиал (18) для нашей задачи принимает шгд

где а и 6 — недеформнрованные внутренний и онсшннй радиусы сферы соответственно, ра, р*, иа, и* — давлении и радиальные пе­ ремещения па поверхностях с этими радиусами. Подынтегральное выражение в (65) зависит от г, а, А, А'. Поэтому полна» вариация функционала (05) запишется п виде

Здесь учтено, что и = гА - г, к поэтому

 

6ил =а$Ла|

=

Определим теперь давления ра н р

отнесенные к недеформнро-

ванным поверхностям сферы* через давления / в и /*, действующие

вконечном состоянии. Как известно [12],

-/ вN.</5 = - > /й /в ^ г • пс/в|

где N и п — единичные внешние нормали к текущей «Ю н началь­ ной новерхностл тела, а V — оператор Гамильтона в текущей

конфигурации. 1Ь этих соотношении заключаем, так ках па = - 1^ II П» = Г |, что

Рп =

\Л з Л^пИ-Ч1г=а ,

Р» =

Iг—I ,

 

и, с учетом выражении (63), (64),

 

 

 

 

 

Ра =

/« Л21'1|

1 4 =

-Л * |Г |,

 

Поэтому и уравнении (66)

 

 

 

 

 

Ра — /а^л?

РЬ ~

/ ^ 4

 

и, в силу независимости парна ни*1 6а и ЛА, приходам к ураииемн

 

ОР

>

( д Р \ - п

(68)

 

с*т

 

 

 

и граничным условным

 

 

 

 

ОР

 

 

 

ОР

 

(69)

ОХ'

г= 6

+ ЛА?*э = 0,

о х |

+ / вА^ 3 = 0,

в которых Р определяется соотношением (67). Из первого уравне­ ния (68) получаем

/ , - 1 = 0 => (А'г + А)Аа = 1 =*• А = 1(г* - С)'**,

(ТО)

где С — нроиэволы|до постоянней. Далее

в р _ ( ы

т а ь \

„

ох ~ \ ох

ои ох ей ох)

г •

IIлII с учетом ( 7 з ) , ( 1 0 )

ОР

ох = { ь ж + к' ж +<*-к'

Нэ (64) имеем

^ = *Х (А3 + А(А'г + А) + (А'г + А)3) ,

ж=2А' г+бА>

^ = 2 А 3(Л'г+Л)(2А'г + ЭА), Сгл

или, с учетом второю уравнения (70),

М,

1 + » »*

 

ЭЬ

А* + А3 н 1

 

дГ3

да (-2

Ж

А» '

1д \ ~

X3

' Ж ~ 2~Т ~

Тогда (71) принимает вид

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 - Л*)(1 - А)^

 

 

 

 

 

 

А1

 

 

 

 

- 2 1 - , ^

(А*(1 + А3) - (1 + А)) +

т 1 )-

 

т

-

................... —

 

 

ж = ( * * ж + н т + {° ~ * 1" 2* * > ж ) л

Из (64) имеем

 

 

 

 

 

 

ЭД __ 9>и ,

п

2г

01^ _

 

ЭДэ _

а

— - _ 2 ( А г + А ) г - д#,

в А ' - 4 '

 

Л А ' _

2 А '

С учетом этих выражения, (73) запишется о пиле

(72)

(73)

^ = 2 г3 ( * ,1 1 ^ + 2Ь(1 - А») + <гА3)

(74)

Принимая по внимание (72), (74), торос уравнение (68) приводив* к следующему:

|г' = 2*, (*э - 1)2

+ 2*3

(Л 3 -

1)а

рб)

гЛ6

 

 

 

 

 

При том полагалось, что А] =

сопя1, к% =

соив1 н учитывались

соотношения

 

 

 

 

 

 

А'г + А = 2 ^

А'г =

1 - Л 3

 

 

 

Аа ’

 

 

А*

 

 

 

вытекающие из второго соотношения (70). Из (75) имеем

- , Л А 3 - 0 а

(А3 - ! ) 1

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