Определение свойств тела по реологическим характеристикам

Для выбора модели, описывающей механическое поведение того или иного реального тела, необходимо знать, какими реологическими свойствами оно обладает.

Реологические свойства тела определяют обычно с помощью приборов, исходя из характеристик упругости, вязкости и пластичности. Однако наиболее простой метод определения реологических характеристик реального тела заключается в построении кривых кинетики деформаций и кривых релаксации напряжений. По этим кривым можно найти модуль мгновенной и запаздывающей упругости, коэффициент динамической вязкости, предел текучести, упругости и прочности, т. е. все данные, характеризующие упругие, вязкие и пластические свойства тел.

Перечисленные константы позволяют объединить деформационное поведение материала и достаточно полно характеризовать его структурно-механические свойства. Под кривыми кинетики деформаций понимается изменение деформации тела с течением времени при постоянном напряжении, а под кривы ми релаксации напряжения – изменение напряжения в теле с течением времени при постоянной деформации.

При снятии кривых кинетики де формаций необходимо правильно вы брать величину напряжения, поскольку при большом напряжении в вяз ком теле возникает большая скорость деформации, которую можно ошибочно принять за мгновенную упругую деформацию.

Кинетика деформации тела рыбы.

Экспериментальные исследования для построения кривых кинетики деформаций и диаграммы развития восстановительных деформаций в теле рыбы после снятия напряжения были проведены на приборе, показанном на рис. 8. К головке 1 посредством ползуна 3 присоединяют платформу 5, на которой устанавливают груз, а к нижнему его концу крепят наконечник 6. На винты 7, соединенные с головкой 1, устанавливают плоскость 2.

Опыты по определению изменений деформаций в теле рыбы при постоянном напряжении проводили в следующей последовательности. Рыбу укладывали на плоскость 2. Ползун 3 с индикатором перемещали таким образом, чтобы шток индикатора касался тела рыбы, а стрелка индикатора совмещалась с нулевой отметкой 4. На платформу 5 укладывали груз и шток погружали в тело рыбы. Время погружения штока на соответствующую глубину фиксировалось секундомером через 0, 5, 10, 20, 30, 40, 60/120 и 180 с.

Наконечник 6 имел плоскую цилиндрическую поверхность. Груз, укладываемый на платформу 5, выбирали таким образом, чтобы напряжение между наконечником и рыбой было 65•102 Н/м2.

Поскольку внутри индикатора имеется пружина, препятствующая перемещению штока, была снята характеристика пружины, и усилие, необходимое для сжатия пружины, было учтено при определении напряжения между наконечником и штоком. Колебание напряжения не превышало 6%.

По истечении 180 с груз снимали и фиксировали восстановительную деформацию в теле рыбы. В связи с тем что визуально зафиксировать величину восстановительной деформации трудно, применяли следующий метод. Рыбу укладывали на платформу весов и уравновешивали гирями. Затем платформу фиксировали от перемещения и рыбу нагружали через индикатор постоянной силой по методике, описанной выше. После снятия нагружения платформа весов освобождается от фиксации и весы оказываются уравновешенными, т. е. качания весов не происходит. Теперь представляется возможным фиксировать восстановительную деформацию, поскольку касание рыбы к наконечнику индикатора фиксируется чувствительными весами.