RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния // Архив

Вестн. ЧГПУ. Сер. мех. пред. сост., 2015, выпуск 1(23), страницы 3–30 (Mi mps16)

Конечные деформации и экстрадеформации термоупругого континуума второго типа с микроструктурой

Ю. Н. Радаевa, В. А. Ковалёвb

a Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, г. Москва
b Московский городской университет управления Правительства Москвы

Аннотация: Рассматривается новая теоретико-полевая модель нелинейного термоупругогоrnконтинуума с “тонкой” (в частности, микрополярной) микроструктурой. Построение модели осуществляется в терминах 4-ковариантного полевого лагранжева формализма. “Тонкая” микроструктура континуума задается микроструктурными d-векторами и d-тензорами произвольно высоких рангов. d-тензоры вводятся в теоретико-полевую схему как экстраполевые переменные (d-переменные). Микроструктурные векторные и тензорные экстраполевые переменные могут быть подчинены уравнениям связей (кинематическим ограничениям). Указывается плотность вариационного интегрального функционала термоупругого действия и сформулирован соответствующий вариационный принцип наименьшего действия. При этом выполнен учет инерционности микроструктурной “составляющей” поля. Ковариантные уравнения термоупругого поля в континууме с микроструктурой получаются в канонической форме Эйлера–Лагранжа. Кинематические ограничения учтены с помощью правила множителей Лагранжа. Вариационные симметрии интегрального функционала термоупругого действия применяются для построения ковариантных канонических тензоров термомеханики иrn4-токов. Даны канонические формы дивергентных законов сохранения термоупругого поляrnв плоском 4-пространстве–времени. Рассматриваются вопросы, касающиеся инвариантностиrnинтегрального функционала действия относительно сдвигов эйлеровых полевых переменных,rnвремени и температурного смещения, а также трехмерных вращений эйлеровой координатной системы. Исследуется проблема ротационной инвариантности “естественной” плотностиrnмикрополярного термоупругого действия. Сформулированы дифференциальные и функциональные условия ротационной инвариантности лагранжиана. Последние затем используютсяrnс целью поиска ротационно-инвариантных функциональных аргументов лагранжиана. Найдена система независимых ротационно-инвариантных функциональных аргументов лагранжиана. Дается формальное доказательство ее полноты. Получена удовлетворяющая принципу объективности форма свободной энергии Гельмгольца. Указанная форма содержит явныеrnвхождения ротационно-инвариантных векторов и тензоров экстра-деформации. Построены удовлетворяющие принципу объективности формы определяющих уравнений гиперболического микрополярного термоупругого континуума, соответствующиеrnротационно-инвариантному лагранжиану. Рассматривается альтернативная возможность построения полной системы независимых ротационно-инвариантных аргументов.

Ключевые слова: термоупругость, микроструктура, поле, экстра-поле, действие, ковариантность, закон сохранения, d-тензор, 4-ток, тензор энергии–импульса, кинематическое ограничение, множитель Лагранжа, ротационная инвариантность, принцип объективности, тензор экстра-деформации.

УДК: 539.374

Поступила в редакцию: 28.02.2015
Принята в печать: 31.03.2015



© МИАН, 2024