Зміст
Введення
1 Термодинамічні основи термопружності
1.1 Термопружність
1.2 Побудова задачі термопружності
1.3 Види завдань: пов'язана і незв'язана
2 Модель термопружних середовища
2.1 Поняття моделі суцільного середовища: прості і складні
2.2 Постановка завдань в механіці суцільних середовищ
3 Лінійна ТЕРМОПРУЖНОСТІ суцільна середу
3.1 Класична термоупругость
3.2 ТЕРМОПРУЖНОСТІ середу з внутрішніми параметрами стану
3.3 Тепловий удар
3.4 Плоскі гармонійні ТЕРМОПРУЖНОСТІ хвилі розширення в необмеженому середовищі
3.5 Завдання відображення заломлення термопружних хвиль у матричної формулюванні. Коефіцієнти відбиття переломлення
Висновок
Список використаних джерел
Введення
Останнім часом теорія термопружності отримала суттєве розвиток у зв'язку з важливими проблемами, що виникають при розробці нових конструкцій парових і газових турбін, реактивних і ракетних двигунів, високошвидкісних літаків, ядерних реакторів і ін Елементи цих конструкцій працюють в умовах нерівномірного нестаціонарного нагріву, при якому змінюються фізико-механічні властивості матеріалів і виникають градієнти температури, що супроводжуються неоднаковим тепловим розширенням частин елементів.
Нерівномірний теплове розширення в загальному випадку не може відбуватиметься вільно в суцільному тілі, воно викликає теплові (термічні, температурні) напруги. Володіння величини і характеру дії теплових напруг необхідно для всебічного аналізу міцності конструкції.
Теплові напруги самі по собі і у поєднанні з механічними напруженнями від зовнішніх сил можуть викликати появу тріщин і руйнування конструкції з матеріалу з підвищеною крихкістю. Деякі матеріали при швидкому виникненні напружень, обумовленому дією різко нестаціонарного температурного поля, стають крихкими і не витримують теплового удару. Повторне дію теплових напружень призводить до термоусталостному руйнування елементів конструкції. Дія теплових напруг може викликати значну пластичну деформацію, провідну до повного або прогресуючого руйнування конструкції, термовипучіваніе тонкостінної конструкції тощо
Дослідження з термопружності спочатку стимулювалися завданнями про термопружних напружених в елементах конструкцій. Вони проводилися на основі теорії, розробленої Дюамелем (1838) і Нейманом (1841), які виходили з наступного припущення: повна деформація є сумою пружною деформації, пов'язаної з напруженнями звичайними співвідношеннями, і чисто теплового розширення, відповідного відомому з класичної теорії теплопровідності температурному полю.
З принципової точки зору теорія Дюамеля - Неймана [1], [2] для нестаціонарних теплових і механічних впливів виявилася обмеженою: вона не дозволяє строго описати рух пружного тіла, пов'язане з його тепловим станом. При певних умов нестаціонарний нагрів супроводжується динамічними ефектами в конструкції.
У загальному випадку зміна температури тіла відбувається не тільки внаслідок підведення тепла від зовнішніх джерел, але і в результаті самого процесу деформування. При деформуванні тіла від механічних або теплових впливів, що протікають з великою швидкістю, виникає так званий ефект пов'язаності, обумовлений взаємодією полів деформації і температури. Він проявляється в освіті та рух теплових потоків всередині тіла, виникненні пов'язаних пружних і теплових хвиль, ТЕРМОПРУЖНОСТІ розсіянні енергії і т. п.
Послідовне розгляд процесів пружного деформування і теплопровідності в їх взаємозв'язку можливо тільки на основі термодинамічних міркувань. Томсон (1855) [3] вперше застосував основні закони термодинаміки для вивчення властивостей пружного тіла. Ряд дослідників Л.Д. Ландау і Є.М. Ліфшиц (1953) [4] та ін за допомогою методів класичної термодинаміки отримали пов'язані рівняння термопружності. Проте в рамках класичної термодинаміки суворий аналіз справедливий лише для ізотермічного і адіабатичного оборотних процесів деформування. Реальний процес деформування, нерозривно пов'язаний з необоротним процесом теплопровідності, є в загальному випадку також незворотним. Термодинаміка незворотних процесів, розроблена в останні роки, дозволила більш строго поставити завдання про необоротний процесі деформування і дати єдине трактування механічних і теплових процесів, що знайшла відображення в роботах Біо (1956), Чедвіка (1960), Болі і Уейнер (I960) та ін У зв'язку з цим більш чітко визначилася теорія термопружності, узагальнююча класичну теорію пружності і теорію теплопровідності. Вона охоплює такі явища: перенесення тепла теплопровідністю в тілі при стаціонарному та нестаціонарному теплообміні між ним і зовнішнім середовищем; ТЕРМОПРУЖНОСТІ напруги, викликані градієнтами температури; динамічні ефекти при різко нестаціонарних процесах нагрівання і, з...
