Szilárd anyagok rugalmas, hőtágulási, képlékeny és reológiai folyamatainak termomechanikája – elmélet és kísérlet ud

摘要

Szilárd anyagok rugalmas, hőtágulási, képlékeny és reológiai jelenségeinek egy termodinamika-alapú elméletét mutatjuk be. Megközelítésünk egyrészről az érintett kinematikai mennyiségek egy újszerű definícióján alapul. Eszerint a rugalmas deformáltság a test pillanatnyi metrikájának a relaxált metrikájától való eltérését fejezi ki,a hőtágulás a relaxált metrika egy hőmérsékletfüggő változása, míg a képlékenyedés egy tartós változása. Tárgyalásmódunk másik pillére a nemegyensúlyi termodinamika. A konstitutív egyenleteket úgy választjuk meg, hogy tiszteljék a termodinamikai konzisztenciát, és a második főtételt konstruktív, kvantitatív módon használjuk ki. A képlékenyedés szokásosan elvárt tulajdonságai természetes módon illeszkednek az elméletbe. A reológiát az irreverzibilis termodinamika belső változós módszertanával vezetjük be. A különböző jellegzetes viselkedéseket kísérleti eredményeken illusztráljuk, mely kísérletekben megnyújtott műanyag minták rugalmas, hőtágulási, képlékeny és reológiai változásokon mennek keresztül. A mért adatokból meghatározzuk a reológiai együtthatókat. A mechanikai mennyiségek mellett a hőmérséklet változásait is nyomon követjük, és az elmélettel is számot adunk róluk.