На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Упорядоченности структуры

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

В качестве мультифрактальной характеристики структуры границ был принят параметр Ss (мультифрактальный показатель скрытой упорядоченности структуры), изменение которого изучали в зависимости от отношения Cu/Ni. Анализ этой зависимости позволил выделить две группы: стали 5, 16, 7, 12 (группа 1) и стали 10, 15, 11 и 8 (группа 2). Они различаются тем, что структура[1, С.124]

В качестве мультифрактальной характеристики структуры границ был принят параметр Ss (мультифрактальный показатель скрытой упорядоченности структуры), изменение которого изучали в зависимости от отношения Cu/Ni. Анализ этой зависимости позволил выделить две группы: стали 5, 16, 7, 12 (группа 1) и стали 10,15,11 и 8 (группа 2). Они различаются тем, что структура границ зерен у сталей группы 1 (рисунок 2.20, а) менее упорядоченная по сравнению с группой 2 (рисунок 2.20, б), причем максимальное значение 6s =5?их=0,21 для сталей группы 1 оказались минимальным значением для 4 сталей группы 2. Это означает, что 5ЦИХ=0,21 характеризует порог упорядочения структуры при Cu/Ni=0,58 для сталей группы 1, вблизи которых происходит неравновесный фазовый переход со спонтанной сменой типа диссипативных структур. Этот вывод подтверждается спонтанной сменой вида зависимости критической температуры хладноломкости /* от ё$: для сталей группы 1 она снижается с ростом мультифрактального показателя упорядоченности, а для сталей группы 2 - увеличивается (см. рисунок 2.20). Такое поведение системы является характерным для неравновесных фазовых переходов.[2, С.126]

Кроме того установлено, что мультифрактальные характеристики коррелируют с механическими свойствами (о0 г, ст„), причем характер изменения показателей упорядоченности структуры аналогичен характеру изменения механических свойств. Отмечено, что наиболее перспективной с точки зрения установления взаимосвязи мультифрактальной структуры поверхности с механическими свойствами материалов является характеристика 5S, отражающая сте-[1, С.121]

Кроме того, установлено, что мультифрактальные характеристики коррелируют с механическими свойствами (с?од, ав), причем характер изменения показателей упорядоченности структуры аналогичен характеру изменения механических свойств.[2, С.122]

Фукунага и Судзуки '[63] провели машинные эксперименты по изучению релаксации геометрической структуры в модели СПУТС для выяснения вопроса о том, что лежит в основе тенденции к повышению упорядоченности структуры. Релаксация геометрической структуры является процессом стабилизации аморфного металла, определяемым стремлением атомов занять положения как можно ближе к геометрическим центрам полиэдров. Такие атомные перемещения приводят к постепенному повышению степени локального ближнего порядка.[3, С.98]

Предложено значительное число методов решения указанной задачи [10, 11, 14, 31, 48, 49, 50]. Первые результаты были получены в процессе создания простейших моделей материала, анализ которых может быть проведен с помощью методов, применяемых в сопротивлении материалов. При некоторых упрощающих предположениях (прежде всего предположении об упорядоченности структуры материала, т. е. представлении ее в виде одинаковых армирующих элементов, регулярно размещенных в связующем) оказалось возможным получить точные решения ряда задач с использованием методов теории упругости. В последние годы для решения задач теории армирования активно используются современные численные методы.[6, С.14]

Трибосистема испытывает внешнее энергетическое воздействие, характеризуемое нагрузкой N, скоростью скольжения V (блок Л). Порождаемая ими энергия трения Е и температура окружающей среды Тс передаются в некотором соотношении двум трущимся телам (металлическому / и полимерному 2 трибосистемы, блоки В\ и #2), термодинамические свойства и состояние которых определяются соответствующими граничными условиями - параметрами: Ср1 и Ср2 ~ теплоемкостью, Mt и /V/2 — массой, Т\ и Tj — температурой. Энергия трения вызывает повышение температуры и структурные изменения в контактирующих объемах (последнее относится главным образом к телу 2), которые направлены на снижение упорядоченности структуры (уменьшение степени кристалличности, увеличение аморфной фазы полимера) и на увеличение конфигурационной энтропии. Указанные процессы сопровождаются изменением энтропии металлической и полимерной фаз системы, определяемых соответствующим производством избыточной энтропии, поскольку на данном этапе трения (приработка) термодинамические силы (например, температура, концентрация частиц наполнителей полимерной фазы) не остаются постоянными. Увеличение энтропии системы и структурные изменения в полимерной фазе, связанные с увеличением молекулярной подвижности, под влиянием флуктуации приводят к образованию из разупорядоченной (аморфной) структуры более упорядоченных диссипативных трибоструктур (блоки С\ и С2) с характерным для этого этапа трения локальным производством энтропии в = dS/dt в элементарных объемах контактирующих поверхностей. На этом этапе завершается формирование пленки фрикционного переноса с параметрами Сгз и Л^з и переход системы в стационарное состояние, при этом часть порождаемой внутри системы энтропии в виде потока Js рассеивается средой (блоки D, и D2), другая идет на[5, С.116]

Опыт применения мультифрактальногб формализма для анализа структур в материалах (микроструктура, структура изломов и др.) [20] показал информативность следующих мультифрактальных показателей структуры: Do -фрактальная размерность следующих мультифрактальных показателей структуры: Dq - фрактальная размерность носителя меры (q=0); DI - информационная размерность, характеризующая скорость роста количества информации с увеличением точности измерения при 6—>0; D» и D^., - экстремальные значения размерности множества при q^oo и q=-<»; D^ - наиболее концентрированное множество; разность K=D^o - D» является мерой хаотичности структуры, а разность 5s=D] - D« является показателем скрытой упорядоченности структуры (см. рисунок 2.18).[2, С.117]

Формирование диссипативных трибоструктур способствует переходу системы в стационарное состояние, когда термодинамические силы становятся постоянными, а производство избыточной энтропии, связанное с изменением термодинамических сил, равно нулю. Суммарно накопленную в объеме трибосистемы энтропию находим как сумму энтропии слабовзаимодействующих подсистем [65] (металлической и полимерной), согласно аддитивности термодинамических функций (блок G). Она определяет степень разрушения (износа) менее прочного полимерного материала (блок W) и по каналу обратной связи обеспечивает устойчивость стационарного состояния трибосистемы. Стационарное состояние характеризуется минимальным производством энтропии и диссипации ее окружающей средой и, как следствие, минимальными и постоянными значениями силы трения и скорости изнашивания. В случае увеличения силы трения по каким-либо причинам (например, вследствие разрушения и уменьшения площади диссипативных трибоструктур) немедленно повысится температура в зоне трения, что вызовет градиент термодинамических сил и появление избыточной энтропии dQ/dt (блок G). По каналу обратной связи информационный сигнал о производстве избыточной энтропии поступает в блок Ci и вызывает ускорение процесса формирования диссипативных трибоструктур, локального производства энтропии и диссипации потока энтропии JS2- В результате этого ускорения восстанавливается площадь диссипативных трибоструктур, необходимая для поддержания стационарного состояния, температура и сила трения понижаются до прежних величин, производство избыточной энтропии уменьшается до нуля и трибосистема продолжает работать в стационарном режиме при минимальном производстве энтропии. Такой переходный процесс будет повторяться каждый раз при отклонении системы от стационарного состояния. При этом возвращение системы к минимальному производству энтропии осуществляется благодаря производству отрицательной энтропии (за счет отдачи конфигурационной энтропии окружающей среде) в период формирования диссипативных трибоструктур типа ЖКС, поскольку их образование происходит с энергетическим выигрышем и увеличением упорядоченности структуры полимерной фазы [66].[5, С.117]

Коэффициент периодичности р ? [1,0] при фиксированном значении объемного относительного содержания включений с/ есть функция от характеристики упорядоченности структуры Vu> в предельных случаях имеем: р = 1, когда Vu = с/, например, если |а| = 0 и р = 0, когда Vu = cj , например для структуры типа "статистическая смесь" , у которой полностью отсутствует корреляция между реализациями физико-механических свойств в различных точках среды [247, 296].[7, С.71]

Рассмотрим случай, когда пластинчатые включения есть ориентированные дисковые трещины или поры, слияние которых в макротрещины проявляется в увеличении упорядоченности структуры и соответственно в увеличении коэффициента р. Пусть заданы характеристики такой структуры: относительное объемное содержание пор GI = cj, степень разупорядоченности k = 0,7 и 1, модуль Юнга Ет и коэффициент Пуассона vm матрицы (или неповрежденного материала) соответственно 15 ГПа и 0,25. Из расчетов следует, что при фиксированном значении концентрации с\ с увеличением степени разупорядоченности k убывают численные значения компонент, не содержащих индекс "3": Cim, CJi22) ^1212 и ДРУгие! а остальные ненулевые компоненты тензора С* возрастают.[7, С.84]

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



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванова В.С. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов, 1998, 368 с.
2. Иванова В.С. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов. Ч.1, 1998, 146 с.
3. Масумото Ц.N. Аморфные металлы, 1987, 328 с.
4. Иванова В.С. Синергетика и фракталы в материаловедении, 1994, 384 с.
5. Машков Ю.К. Трение и модифицирование материалов трибосистем, 2000, 280 с.
6. Алфутов Н.А. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов, 1984, 264 с.
7. Вильдеман В.Э. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов, 1997, 288 с.
8. Соколкин Ю.В. Электроупругость пьезокомпозитов с нерегулярными структурами, 2003, 176 с.
9. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов, 2003, 257 с.

На главную