Структурная модель - среда
Cтраница 1
Структурная модель среды представляет собой своеобразное развитие феноменологического подхода, опирающееся на идею формального моделирования микронеоднородности материала. Мысль о влиянии последней на деформационные свойства подтверждается физическими представлениями о механизме неупругой деформации, однако раньше микронеоднородности отводилась пассивная роль: предполагалось, что микронеоднородность вносит лишь некоторые часто малосущественные особенности в основные свойства материала, поэтому при построении уравнений состояния ее роль просто не учитывалась. В дальнейшем ( и главным образом в связи со структурной моделью) было обнаружено, что некоторые эффекты деформационной анизотропии ( эффект Баушингера, неустановившаяся ползучесть) связаны с микронеоднородностью. [1]
 |
Смещение поверхности текучести подэлемента при нагружении по двузвенной ломаной.| Скалярное запаздывание при двузвенном нагружении.| Векторное запаздывание при двузвенном нагружении. [2] |
Структурная модель среды позволяет отразить соответствующую особенность реальных материалов. Неупругая деформация в ней определяется суммированием по подэлементам, последовательно вовлекаемым ( в ходе нагружения) в процесс неупругого деформирования. [3]
Для рассматриваемой структурной модели среды в общем случае ( бесконечное число подэлементов), так же как и для реального материала, характерно отсутствие четкой границы между упругим и пластическим деформированием. [4]
Известны варианты структурных моделей склерономной среды, в которых подэлементы наделены свойствами, позволяющими отразить неограниченно возрастающее анизотропное упрочнение [24]: предполагается, что действующее на подэлемент напряжение состоит из двух частей - активного и дополнительного, причем последнее непрерывно увеличивается при монотонном деформировании. Аналогичный результат, однако, может быть достигнут с применением более простых средств, к тому же без существенного изменения предпосылок, на которые опирается основной вариант модели с идеально вязкими подэлементами ( см. гл. Для этого достаточно предположить, что значение параметра г, определяющего предельные напряжения ( гт zrb) хотя бы у одного из подэлементов, бесконечно велико. [5]
Представленный выше вариант структурной модели среды предназначен для качественного и количественного описания деформационных свойств циклически стабильных ( стабилизированных) материалов при различных типах регулярного и нерегулярного нагружения. [6]
В первых трех главах книги структурная модель среды будет рассматриваться лишь применительно к пропорциональному повторно-переменному нагружению, в основном на примере растяжения-сжатия бруса. Ее обобщение на сложное напряженное состояние будет рассмотрено в гл. [7]
Как видно из предыдущего, процедура расчета кинетики неупругого деформирования конструкции при использовании структурной модели среды отличается от обычной ( для однородной среды) лишь некоторыми дополнительными операциями. Поэтому, располагая вычислительной программой расчета конкретного объекта по любой из инкрементальных теорий неупругого деформирования, нетрудно видоизменить ее применительно к структурной модели среды. [8]
Тот факт, что реальная длина пути частиц жидкости в любой модели пористой среды больше длины пути фильтрации, стал ясен уже при создании первой структурной модели неконсолидированной среды - модели Слихтера. [9]
Представление о реономности всей неупругой деформации позволяет в то же время, когда это практически удобно ( например, чтобы избежать неустойчивости в счете, связанной с большой крутизной реологической функции), принимать, что деформация или ее часть склерономна, и в расчетах использовать подходящую теорию пластичности, в том числе и структурную модель среды. Для материалов с двумя отмеченными выше механизмами неупругой деформации ( см. рис. 6.4) это означает замену первого механизма, характеризуемого большей крутизной реологической функции, склерономным; для этого достаточно принять, что г - гв. Такой подход следует рассматривать как сознательную аппроксимацию, он не нарушает стройности общей теории неупругого деформирования. [10]
Если описание необратимого изотропного упрочнения ( в основном завершающегося в первых циклах) представляет скорее методологическое, познавательное значение, то обратимое, характерное для всего срока службы конструкции, может влиять на параметры нагруженности материала и, следовательно, на работоспособность конструкции. Некоторые варианты структурной модели среды, отражающей, кроме анизотропного, изотропное необратимое и обратимое упрочнения, кратко рассматриваются в последнем параграфе данной главы. [11]
Анализ показывает, что для реализации данной идеи ( явно физического характера) совсем необязательно стремиться отобразить весьма сложную структуру реального материала. Вполне удовлетворительные для рассматриваемой задачи результаты дает формализованное представление микронеоднородности, принятое при построении структурных моделей среды. Простейшим механическим аналогом моделей этого типа для случая одноосного напряженного состояния является стержневая ( столбчатая) модель Мазинга. Стержни ( или подэлементы, если иметь в виду, что моделируется поведение элементарного объема материала) наделены в ней свойствами упругоидеальнопластического тела, а микронеоднородность характеризуется распределением пределов текучести. Отсюда Мазинг получил известный принцип, определяющий диаграмму деформирования при разгрузке и нагружении противоположного направления. Дальнейший анализ показал, что возможности данной схемы намного шире, она позволяет описать множество внешне разнообразных проявлений анизотропии при повторно-переменном изотермическом и неизотермическом нагружениях склерономных ( не обладающих временными свойствами) материалов, находящихся в циклически стабильном состоянии. [12]
Уравнение ( 9) и оценки ( 10) и ( 11) являются точными. Однако вычислить входящий в них интеграл по пространству пор можно лишь с привлечением какой-либо структурной модели среды. [13]
В первом случае накопление деформации ег практически прекращается после первого полуцикла, а во втором - еще раньше, после нулевого. Имеющиеся экспериментальные данные ( например, приведенные в книге [61 ]) показывают, что расчет, основанный на структурной модели среды, позволяет получать наиболее реалистичные результаты. [14]
Как видно из предыдущего, процедура расчета кинетики неупругого деформирования конструкции при использовании структурной модели среды отличается от обычной ( для однородной среды) лишь некоторыми дополнительными операциями. Поэтому, располагая вычислительной программой расчета конкретного объекта по любой из инкрементальных теорий неупругого деформирования, нетрудно видоизменить ее применительно к структурной модели среды. [15]
Страницы: 1 2