Построение механореологических моделей процессов взаимодействия рабочих органов строительно-дорожных машин со средой. Евтюков С.А - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

6 7
Глава 1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ
ТЕЛА И ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ
ОБОБЩЕННЫХ РЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Система уравнений, моделирующая процесс взаимодействия ра-
бочего органа со средой, определяется видом, свойствами среды
и характерным действием рабочего органа. Наглядное представле-
ние о характере изменения напряжений и деформаций среды в за-
висимости от вариаций, определяющих ее физико-механические
свойства при механическом воздействии, дают реологические моде-
ли (РМ). Последние представляют среду в виде упрощенных меха-
нических моделей, составленных из механических элементов, каж-
дый из которых (или их сочетание) дает представление об основных
свойствах среды и характере напряженно-деформированного состо-
яния под действием внешних нагрузок.
Реология – это наука, занимающаяся изучением деформации
и возникающих при этом напряжений различных сред во времени
под действием приложенных к ним усилий.
В РМ механические характеристики среды определяются основ-
ными (фундаментальными) свойствами: упругостью, пластич-
ностью и вязкостью. Все другие механические свойства являют-
ся производными от фундаментальных констант – постоянных
коэффициентов.
Простейшие РМ обычно используются при изучении общих за-
кономерностей процессов взаимодействия рабочих органов со сре-
дой как вспомогательное средство, облегчающее представление
о поведении материала под действием внешних сил.
При моделировании сложных процессов, происходящих в обра-
батываемых средах, в особенности при динамических воздействи-
ях, поведение среды описывают с использованием основных зако-
нов механики, поэтому соответствующие модели часто называют
механореологическими.
Первоначально [4] занимались исследованием
закономерностей
деформации различных сред в условиях статического или квазистати-
ческого нагружения. Созданные реологией экспериментальные и тео-
ретические методы (аппарат реологии) были разработаны для рассмо-
трения задач статического нагружения, или нагружения практически
с постоянными скоростями, изменениями которых в процессе нагру-
жения можно пренебречь ввиду их малости. Однако многие реальные
процессы, в том
числе многие рабочие процессы, осуществляемые
машинами (ударное или вибрационное уплотнение грунтов и бето-
нов, вибропогружение свай, вибротранспортирование сыпучих сред
и т. п.), протекают при нагружении среды с неравномерной скоростью
воздействия рабочего органа на нее. Поэтому существующий (стати-
ческий) аппарат реологии оказался непригодным для изучения реоло-
гических характеристик сред, подвергаемых динамическому воздей-
ствию, так как он дает слишком большие расхождения между теоре-
тическими и экспериментальными данными.
Дальнейшее развитие реологии позволило установить причи-
ну расхождения результатов, полученных методами традицион-
ной (статической) реологии при анализе явлений, происходящих
в среде при динамическом нагружении. Все реологические тела
(упругие, вязкие и пластичные) должны рассматриваться обяза-
тельно как носители двух свойств – основного и инерционного.
(Например, не просто упругое тело, а упругоинерционное, не про-
сто вязкое, а вязкоинерционное и т. п.)
Учет инерционных свойств в реологических телах в условиях
динамических воздействий совершенно необходим, так как осо-
бенностью процесса является меняющееся ускорение. При этом
инерционные воздействия становятся соизмеримы, а в ряде случа-
ев преобладают над упругими, вязкими и пластическими.
1.1. Реологические модели для моделирования
квазистатических процессов нагружения
Реологическая модель упругого материала называется моделью
Гука. Такую модель представляют в виде пружины, которая харак-

Страницы