Ю.Н. Работнов - Механика деформируемого твердого тела (1119118), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Предметом гл. 12 служит то, что принято называть прикладной теорией упругости — стержни, пластины п оболочки. Общпе пропорции курса не позволили уделить зтпм важным техническим объектам много места, да вряд ли это было бы целесообразно. Для практических расчетов следует обращаться к специальной литературе, изобилующей длинными формулами, таблицами и графиками. Общая точка зрения, проводимая в данной главе, состояла в том, чтобы получать во всех случаях основные уравнения с помощью единообразного приема, а именно отправляясь от вариациопных принципов.

Гл. 14, посвященная теории дислокаций, ни в какой мере не относится к физике твердого тела, где эта теория находит приложения. Это — иллюстрация методов теории упругости, дислокации предполагаются помещенными в однородную изотропную сплошную среду. Автор предвидит возможную критику его за то, что материал, помещенньш в этой главе, соответствует состоянию теории примерно в 50-х годах. Но в теории упругих дислокаций после этого сделано не так уж много.

Автору пришлось решительно противостоять соблазну изложить здесь континуальную теорию дислокаций, это завело бы его, пожалуй, слишком далеко. Теория пластичности излагается в двух главах, в гл. 15— теория идеальной пластичности, в следующей гл. 16 — теорпя упрочняющихся пластических материалов. Если теория предельного равновесия пластических тел замкнута в себе, опирается на ряд строго доказанных теорем и располагает точными методами, теория упрочняющегося пластического тела имеет еще довольно расплывчатые контуры, предмет ее — скорее обсуждение и сравнение некоторых гипотез и формулировка некоторых принципов довольно общего характера.

Читатель заметит эту разницу, объясняемую существом дела. ВВЕДЕНИЕ 15 Наследственная теория упругости и теория ползучести металлов при высоких температурах описывают сходные внешне явления совершенно различными средствами. Как по первому, так и по второму предмету автору принадлежат отдельные монографии довольно большого объема, поэтому выбор минимума материала для этих глав представил определенные субъективные трудности. Гл.

19 относится к механике разрушения. В современной литературе часто под механикой разрушения понимается один узкий ее раздел, а именно теория распространения трещин хрупкого и квазихрупкого разрушения. Весь формальный аппарат для этого подготовлен ранее, поэтому здесь дается лишь некоторая сводка известных уже читателю результатов и практические выводы из них.

Большая же часть главы относится к условиям прочности хрупких материалов, теории накопления повреждений при длительном действии нагрузок при высоких температурах. Здесь же сообщены краткие сведения об усталостном разрушении. Автор полагает, что вопросы прочности как в принципиальном, так и в прикладном аспекте составляют необходимый элемент образования механика-универсанта и механика-инженера, и сознает совершенно недостаточный объем излагаемого пм материала, но в заглавии книги фигурирует только слово «механика», но не «прочность», не «расчеты», не «сопротивление»«атериалов». Наконец, в последней, двадцатой главе излагаются основы теории высокопрочных композитных материалов волокнистого строения, нашедших применение в последние годы.

Эта теория еще далека от завершения, что, вероятно, почувствует читатель. Автор считал бы полезным дать физическое введение или послесловие, вероятно Именно послесловие, поскольку о физических теориях и фактах нужно говорить на достаточно развитом механическом и математическом языке. Но ограниченность объема книги не позволила сделать это. В современной литературе по механике сплошной среды часто излагается общая теория построения опроделяющих уравнений для разного рода сред, причем подход к этому у разных ученых различен. В данной книге обсуждаются лишь простейшие модели и простейшие виды определяющих уравнений, относящиеся к таким материалам и таким процессам, которые изучены достаточно хорошо экспериментально. Обсуждение наряду с реальными моделями всего многообразия возможных мыслимых моделей деформируемого твердого тела в рамках этого курса казалось автору неуместным, хотя это отнюдь не означает отрицательного его отношения к подобного рода попыткам вообще.

ЧАСТЬ 1 СТЕРЖНЕВЫЕ СИСТЕМЫ ГЛАВА 1 основнык понятия з 1.1. Предмет механики деформируемого твердого тела Механика твердого тела, будучи одной из глав общей механики, изучает движение реальных твердых тел. Различие между твердыми телами, с одной стороны, жидкостями — с другой, иногда кажется интуитивно ясным (например, сталь и вода), иногда отчетливую границу провести бывает трудно. Лед представляет собою твердое тело, однако ледники медленно сползают с гор в долины подобно жидкости.

При прокатке раскаленного металлического листа между валками прокатного стана металл находится в состоянии пластического течения и термин «твердое тело» по отношению к нему носит довольно условный характер. Неясно также, следует ли отнести к жидким нли твердым телам такие вещества, как вар, битум, консистентные смазки, морской и озерный ил и т. д. Поэтому дать определение того, что называется твердым телом затруднительно, да пожалуй и невозможно.

В последние годы наблюдается определенная тенденция к аксиоматическому построению механики без всякой апелляции к интуиции и так называемому «здравому смыслу». Таким образом, вводятся различные модели, иногда чисто гипотетические, иногда отражающие основные черты поведения тех или иных реальных тел и пренебрегающие второстепенными подробностями. Для таких моделей можно установить некоторый формальный принцип классификации, позволяющий отделить модели жидкостей от моделей твердых тел, но эта классификация отправляется от свойств уравнений, но не тел как таковых.

Поэтому термин «механика твердого тела» будет относиться скорее к методу исследования, чем к его объекту. Свойства тел, скруп«ающих нас. в природе и создаваемых техникой, весьма разнообразны и механика подменяет реальные тела некоторыми идеализированными объектами, «механическими моделями». В этой книге мы не будем следовать аксиоматическому методу рассуждений и не будем пренебрегать соображениями, основанными на интуиции, точнее на обобщении резуль- б 1.1.

ПРЕДМЕТ МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА ~7 татов опыта, как повседневного, который обобщается более или менее бессознательно (это мы и называем интуицией), так и специального, преднамеренно запланированного. Механика изучает движения, вызванные силами; механическими средствами могут быть измерены только силы, вызывающие движение, и кинематические характеристики движения, т. е. перемещения или изменения во времени некоторых длин.

Поэтому в определении модели должны фигурировать только силы и кинематические характеристики движения; поведение модели описывается с помощью уравнений, которые называют овределлюиаими уравнениями. Механические теории, как праавнло, носят феноменологический характер; это значит, что в основу их пола гаются факты опытного происхождения; притом факты, добытые в результате так называемого макроэесперимента, т. е. такого эксперимента, в ходе которого измеряются только механические величины, непосредственно входящие в определяющие уравнения: силы и перемещения. Но при действии сил в структурных элементах тела происходят внутренние процессы, о которых можно судить, применяя разлн шые физические методы исследования, например, наблюдая в оптический илн электронный микроскоп, измеряя электрическое сопротивление и т. д.

Эти внутренние процессы существенно определяют поведение материала, но изучение нх служит предметом физики, а не механики. Однако понимание физики процесса бывает полезным и для механиков, иногда физические соображения подсказывают выбор наиболее адекватной механической модели, они позволяют во многих случаях су|дить о пределах применимости тех или иных определяющих уравнений, относящихся к данному материалу; если имеются признаки того, что физический механизм деформирования изменился, можно ожидать, что н определяющие уравнения данного типа перестают быть справедливыми. Величины, которые измеряются не механическими, а физическими средствами, могут фигурировать и в определяющих уравнениях, но роль их сводится к роли вспомогательных параметров, которые в принципе могут быть исключены; для построения механической теории даш1ые макрозксперимента достаточны, говда как обращение к физике полезно лишь в качестве наводящего соображения.

Подобно тому как геометрия содержит в своей основе элементарные опытные факты и результаты повседневных наблюдений, которые резюмируются в виде систем аксиом и вытекающих из них теорем, механика таквке допускает аксиоматическое построение и в этом смысле может рассматриваться как часть математики.

Такая точка зрения не будет развиваться в данной книге, представляющей собою относительно элементарное руководство, тем не менее автор хочет подчеркнуть, что он не разделяет мнение тех, которые считают механику одним из разделов физики. Ю. я. Работыов Гл. ь ОснОВные понятия $8 Развитие механики твердого тела в значительной степени связано с практическими целями — расчетом частей сооружений и машин на прочность.

Характеристики

Список файлов книги