На главную

Статья по теме: Уравнений состояния

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

При выводе уравнений состояния упругого тела предполагали, что деформации малы и что выполняются линейные соотношения между напряжением и деформацией. Теперь посмотрим, как принцип линейности может быть распространен на материалы, деформации которых зависят от времени. Основой такого обсуждения является принцип суперпозиции Больцмана [1]. Он гласит, что в линейной вязкоупругости все воздействия просто аддитивны,[8, С.78]

Данный прием часто используется на практике, причем ясно, что он пригоден во всех случаях, когда возможен переход от уравнений состояния к задаче минимизации функционала типа R, а критерий качества / выражается через значение функционала R на решении.[2, С.275]

В процессах переработки полимеров с явлениями ориентации и структурирования большей частью приходится сталкиваться при формовании изделий не из растворов, а из расплавов, имеющих сложную температурную и механическую предысторию. Ввиду отсутствия адекватных уравнений состояния, позволяющих рассчитать величину ориентации на основании учета предшествующих суммарных внешних воздействий, для определения ее приходится полагаться целиком на экспериментальные данные, полученные методом дву-лучепреломления [50, 51 ].[3, С.69]

Простейшие реологические уравнения. Различные реологические среды по-разному реагируют на внешние механические воздействия. Связь между деформациями и напряжениями для конкретного материала выражается реологическим уравнением состояния. Примерами простейших уравнений состояния идеализированных сред являются линейные изотермические соотношения для упругих твердых тел и вязких жидкостей — закон Гука и закон Ньютона [22, 24]'.[4, С.15]

Предполагая, что К — постоянная величина, из уравнения (4.139) можно для данной степени кристалличности рассчитать термический коэффициент расширения р, если известны параметры pt, Pa, -^i и Х^. Для полиэтилена эти параметры могут быть рассчитаны теоретически из имеющихся уравнений состояния для полностью кристаллического и полностью аморфного полимеров. Для обеих фаз полиэтилена справедливо уравнение типа [41]: "?S[6, С.175]

Этим, однако, не исчерпываются недостатки модели Гаскелла. Как уже отмечалось в разд. 10.5, она не в состоянии описать наблюдаемую экспериментально картину течения в области входа, поскольку в ней не учитывается влияние поступающего в зазор расплава на движение материала во вращающемся запасе. Модель не учитывает также аномалию вязкости и нормальные напряжения. Вследствие этого, как показали работы Бергена и Скотта, Инкюрса и др. [6,3], распределение давлений, которое предсказывает модель Гаскелла, не совпадает с экспериментальными данными (см. разд. 10.5). Следуя методу Гаскелла, многие исследователи пытались усовершенствовать его модель. В большинстве случаев эти усилия сводились к введению в модель Гаскелла более реалистических уравнений состояния, точнее описывающих реологию полимерного расплава, и к попыткам учета неизотермических эффектов. Гаскеллом рассмотрено два типа жидкостей: вязкая ньютоновская жидкость (не обладающая эластичностью или тиксотропией) и бингамовская вязкопластическая жидкость. Им же кратко рассмотрено несимметричное каландрование. Мак-Келви[5] и Бразинский [7] распространили модель на каландрование степенной жидкости (см. разд. 10.5); Олстон и Астил рассмотрели случай каландрования жидкости, реологические свойства которой описываются гиперболическими функциями [8]. Модели каландрования вязкоэластической жидкости рассматривались Паслеем [9], Токитой и Уайтом [10], Чангом [11 ].[3, С.591]

Задача описания установившегося изотермического течения в прямолинейных каналах некруглого сечения вызывала значительный интерес у теоретиков. Результаты исследований (выполненных численным методом) указывают на то, что в случае течения ньютоновских жидкостей одномерное течение, имеющее только осевую компоненту скорости, неплохо удовлетворяет уравнениям неразрывности движения [77—79]. Это справедливо и в случае степенных жидкостей. При формовании неньютоновских вязко-упругих жидкостей появляются нормальные напряжения. Для таких жидкостей (т. е. жидкостей, описываемых уравнениями, предсказывающими развитие нормальных напряжений в процессе вискози-метрического течения) теоретический анализ показывает, что в каналах с неоднородным поперечным сечением возникают вторичные потоки. В частности, можно показать, что нулевое значение второго коэффициента нормальных напряжений является необходимым, но не достаточным условием отсутствия вторичного потока [81]. Очевидно, что математическое исследование течения в каналах некруглого сечения, основанное на использовании уравнений состояния, которые, строго говоря, справедливы только для вискозиметриче-ского течения, сможет дать только качественную картину.[3, С.500]

Ниже приводится ряд эмпирических уравнений состояния: Спенсера и Гилмора[3, С.126]

Дальнейшее обобщение реологических уравнений состояния требует введения нелинейных функционалов. В общем случае формула (1.105) может быть записана в виде разложения функционала / в ряд,, аналогичный ряду Тейлора для разложения функции. Тогда реологическое уравнение состояния (1.105), записанное в виде суммщ интегральных функционалов, принимает вид[10, С.105]

Известно много подходов к выводу реологических уравнений состояния, удовлетворяющих сформулированным выше условиям10^21. Все они по существу сводятся к построению систем преобразования реологического уравнения состояния, заданного в конвективной системе координат, вмороженной в движущийся и деформирующийся элемент среды, к неподвижной физической системе координат, в которой рассматриваются уравнения неразрывности и закон сохранения момента количества движения.[7, С.75]

Известно много подходов к выводу реологических уравнений состояния, удовлетворяющих сформулированным выше условиям. Все они, по существу, сводятся к построению систем преобразования реологического уравнения состояния, заданного в конвективной системе координат, вмороженной в движущийся и деформирующийся элемент среды, к неподвижной физической системе координат, в которой рассматриваются уравнения неразрывности и закон сохранения момента количества движения [32, 33, 158—163].[9, С.90]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
2. Кравчук А.С. Механика полимерных композиционных материалов, 1985, 304 с.
3. Тадмор З.N. Теоретические основы переработки полимеров, 1984, 632 с.
4. Вострокнутов Е.Г. Переработка каучуков и резиновых смесей, 1980, 281 с.
5. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
6. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров, 1978, 312 с.
7. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта, 1972, 455 с.
8. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
9. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров, 1977, 464 с.
10. Виноградов Г.В. Реология полимеров, 1977, 440 с.
11. Алмазов А.Б. Вероятностные методы в теории полимеров, 1971, 152 с.
12. Вендорф Д.N. Жидкокристаллический порядок в полимерах, 1981, 352 с.
13. Роговин З.А. Физическая химия полимеров за рубежом, 1970, 344 с.
14. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
15. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.

На главную