Об описании эффекта Пойнтинга-Вейсенберга в задаче о кручении кругового цилиндрического образца в теории упругопластических процессов при конечных деформацияхтезисы доклада
Аннотация:Известный эффект второго порядка Пойнтинга – Вейсенберга в задаче о кручении
кругового цилиндрического образца фиксированной длины, характеризуемый появлением
малых относительно сдвиговых значений осевых напряжений, рассмотрен с точки зрения
теории упругопластических процессов (ТУПП) при конечных деформациях. В качестве
определяющего соотношения в задаче используется обобщенное на случай конечных
деформаций представление известного трехчленного соотношения ТУПП в пятимерном
пространстве деформаций. Векторные образы процесса деформаций строятся на
основании коротационной модели движения с выделением ортогонального тензор-
функционала R (или соответствующему ему антисимметричного тензора вихря WR),
отвечающего за квазитвердое вращение частицы среды. Применительно к материалам,
имеющим относительно короткий след запаздывания (характерно для большей части
металлических сплавов), в рассмотренной задаче о кручении траектории деформации
будут принадлежать классу процессов малой кривизны для всех известных коротационных
моделей (Яуманна, Нахди – Грина, Ильюшина и др.). Во всех таких вариантах НДС в
образце, рассчитанные по трехчленной формуле, оказываются совпадающими с точностью
до эффекта второго порядка, что находится в полном соответствии c постулатом
изотропии в его ослабленной формулировке (в классах эквивалентных процессов) и
следствием из него, заключающемся в принадлежности траекторий деформаций,
построенных с использованием рассмотренных коротационных моделей, к одному и тому
же классу процессов деформаций с неразличимыми с точностью до эффектов второго
порядка векторными образами напряжений в сопровождающих реперах Френе. Хотя
последнее утверждение строго математически обосновано пока лишь в предположениях
справедливости трехчленной формулы, малости следа запаздывания и ограниченности
класса рассматриваемых процессов деформаций многозвенными траекториями с
протяженными (более следа запаздывания) участками малой кривизны, вывод об
инвариантности с точностью до эффектов второго порядка формулировки характерных
определяющих соотношений пластичности относительно выбора коротационного
представления имеет более общий характер. В случае же необходимости адекватного
описания самих эффектов второго порядка, принятая модель коротационного
представления движения, напротив, может оказаться весьма существенной.
В работе задача о кручении кругового цилиндрического образца рассмотрена в
рамках стандартных кинематических гипотез в прямой и обратной постановках. В прямой
постановке оцениваются и сравниваются между собой величины эффекта Пойнтинга –
Вейсенберга, полученные при использовании двух коротационных моделей – Яуманна и
Ильюшина. В первом случае траектория деформаций оказывается круговой, а величина
эффекта асимптотически стабилизируется. Во втором варианте, в том случае, когда для
построения коротационной модели используется физически ориентированный
ортонормированный сопровождающий репер, два вектора которого расположены в
плоскости поперечного сечения образца, траектория деформаций прямолинейна, а эффект
второго порядка отсутствует. В обратной постановке по величине экспериментально
измеренного эффекта Пойнтинга – Вейсенберга строится определяющий коротационную
модель материальный антисимметричный оператор вихря, с использованием которого
наблюдаемый эффект второго порядка может быть описан точно.