Статья
Наименование | Обоснование кинетических уравнений реономной микромеханики твердого тела (горной породы) | ||||
Авторы |
|
||||
Раздел | Науки о земле | ||||
Год | 2022 | Выпуск | 72 | Страницы | 5 - 19 |
УДК | 539.4:622.232 | ||||
Аннотация | Дан аналитический обзор исследований по проблеме микромеханики термофлуктуационного разрушения и деформирования твердого тела. Рассмотрены ранее предложенные математические модели, выявлены присущие им недостатки: отсутствие развитой теории микродефектной структуры, эмпиричность предложенных расчетов, упрощенность определяющих уравнений долговечности, рассмотрение процессов развития поврежденности в отрыве от её залечивания и пр. Впервые предложена и обоснована система из девяти кинетических уравнений реономной микромеханики по росту и залечиванию матриц микроразрывов и микросдигов. Уравнения отражают все изменения микроструктуры тела во времени при переменных термосиловых воздействиях. Раскрыт смысл реономных постоянных и построены фазовые портреты кинетических уравнений. Определен фоновый уровень микродефектов в твердом теле при изменении относительной температуры и интенсивности напряжений. На фазовых портретах микродефектов показано наличие точек аттрактора и бифуркации, важных для отделения областей устойчивого состояния и разрушения материала. Предложенная математическая модель в виде кинетических уравнений реономной микромеханики может дать теоретическую базу для расчетов поведения различных материалов, подверженных внешним силовым и температурным воздействиям. | ||||
Реферат | Цель исследования. Изучение основных механических процессов деформирования и разрушения твердого тела при произвольных термомеханических воздействиях на него.
Объекты исследования. Термофлуктуационные процессы возникновения и залечивания микродефектов во времени, предопределяющих деформационно-прочностные свойства твердого тела.
Предмет исследований. Закономерности формирования микродефектной структуры тела под влиянием основных определяющих факторов.
Методика и основная идея работы заключается в использовании математической модели термофлуктуационных процессов зарождения и залечивания микродефектов сдвигового и разрывного типов во времени.
Результаты. Дан аналитический обзор исследований по проблеме микромеханики термофлуктуационного разрушения и деформирования твердого тела. Рассмотрены ранее предложенные математические модели, выявлены присущие им недостатки: отсутствие развитой теории микродефектной структуры, эмпиричность предложенных расчетов, упрощенность определяющих уравнений долговечности, рассмотрение процессов развития поврежденности в отрыве от её залечивания и пр. Впервые предложена и обоснована система из девяти кинетических уравнений реономной микромеханики по росту и залечиванию матриц микроразрывов и микросдигов. Уравнения отражают все изменения микроструктуры тела во времени при переменных термосиловых воздействиях. Раскрыт смысл реономных постоянных и построены фазовые портреты кинетических уравнений. Определен фоновый уровень микродефектов в твердом теле при изменении относительной температуры и интенсивности напряжений. На фазовых портретах микродефектов показано наличие точек аттрактора и бифуркации, важных для отделения областей устойчивого состояния и разрушения материала. Научная новизна. Впервые предложена математическая модель реономной микромеханики микродефектного твердого тела в виде системы дифференциальных кинетических уравнений, описывающих не только зарождение, но и одновременное залечивание микродефектов разрывного и сдвигового типа. Построены фазовые портреты, характеризующие изменение скорости роста микродефектов в зависимости от переменных — относительной температуры и интенсивности напряжений. Обнаружены на трассах фазовых портретов точки аттрактора и бифуркации. Практическая значимость. Предложенная математическая модель в виде кинетических уравнений реономной микромеханики может дать теоретическую базу для расчетов поведения различных материалов, подверженных внешним силовым и температурным воздействиям. |
||||
Ключевые слова | реономная микромеханика, кинетические уравнения, относительная температура, интенсивность напряжений, поврежденность, сплошность, микродефекты, прочность, фазовый портрет, аттрактор, бифуркация, разрушение, деформирование. | ||||
Полный текст |