терь. Это эквивалентно представлению модуля как
комплексной величины:
Введение комплексного модуля
позволяет значительно упростить решение задач о распространении колебаний
в вязкоупругой среде. Действительно, связь между изменяющимися во времени
деформацией и напряжением в линейной вязкоупругой среде будет
выражаться следующим уравнением [105]:
(П.14)
где
а0,
Gj, ап, Ь0,
Ь1г
Ьт— характеристики
материала.
Применяя к выражению (11.14)
прямое преобразование Лапласа при нулевых начальных условиях,
получим:
(11.15)
где р — комплексная
переменная (р = a -f- ш); г(р), о(р) —
изображения v{t)
и о(/) в области комплексной переменной; А(р) — комплексный
операторный модуль, представляющий собой отношение
многочленов
Выражение (11.15) имеет форму
закона Гука, т. е. при использовании комплексной переменной
упруговязкая задача может быть решена аналогично упругой
задаче.
Уравнение движения в случае
распространения продольной волны можно записать в виде:
(11.16)
где а(дг, f) — напряжение;
и(х, i) —
смещение; р — плотность среды.
Связь между напряжением
о и
деформацией е — ди/дх
выражается законом Гука в комплексной форме, как
это упоминалось выше;
(11.17)
При этом смещение выражается также в комплексной
форме;
(11.18)
Было установлено [103, 104],
что переходный период длится всего лишь один или два цикла и затем
наступает установившийся режим колебаний с медленно возрастающей
температурой. Примем, что квази-установившееся волновое движение наступает
после нескольких циклов колебаний, и будем использовать для расчета
волнового движения гармонический анализ.
Решая уравнение (11.16) с
учетом выражений (11.17) и (11.18), можно найти распределение смещений,
деформаций и напряжений по длине стержня для любого момента
времени.
Поскольку суммарное изменение
потока тепла на единицу длины стержня равно сумме измгкения i ритока тепла от
теплопроводности и скорости выделения тепла за сче.' диссипации
механической энергии, уравнение теплопроводности Фурье имеет вид
[104]:
(11.19)
где С — удельная
теплоемкость при постоянном давлении; р — плотность; 0 — температура;
К —
коэффициент теплопроводности; D — диссипативная
функция.
4* 51