До теорії термомеханічних процесів в аморфних діелектриках за високих температур

Abstract

Розглядається математична модель для опису у взаємозв’язку процесів деформування, теплопровідності, електропровідності та діелектричної поляризації в макроскопічно ізотропних діелектричних тілах у широкому діапазоні температур при дії зовнішніх динамічних силових навантажень, теплових і електромагнітних потоків. Водночас із кондуктивним та конвективним теплоперенесенням у моделі враховано також і променевий механізм теплообміну, як на поверхні, так і в об’ємі тіл. До того ж модель охоплює процеси розсіяння енергії, зумовлені в’язкістю матеріалу, діелектричною релаксацією та електропровідністю. В рамках моделі можна формулювати задачі для теоретичних досліджень у трьох практично важливих напрямках. Перший напрям — це задачі аналізу та оптимізації механічних, теплових і електричних процесів при термічних обробках з використанням інфрачервоного (ІЧ), ультразвукового та електромагнітного нагрівань. Другий — прямі задачі визначення залишкових напружень, які виникають після застосування тих чи інших технологічних обробок. Третій — обернені задачі неруйнівного визначення температури й напружено-деформованого стану, а також ідентифікації структури об’єктів на основі даних вимірювання параметрів ІЧ-випромінювання та поглинання.

A mathematical model to describe the coupled processes of deformation, heat conductivity, electric conductivity and dielectric polarization in macroscopically isotropic dielectric solids in wide temperature rage under dynamic force loading, heat and electromagnetic fluxes has been considered. The model involves both conductive and ray heat exchanges in the body volume and both convective and ray exchanges on its surface. There are taken into consideration in the model the energy dissipation processes caused by the material viscosity, dielectric relaxation and electric conductivity. In the frame of the model mathematical problems for theoretical studies in three directions can be formulated. The first one involves problems for analysis and optimization of mechanical, thermal and electric processes under thermal treatments when the infrared (IR), ultrasonic and electromagnetic techniques of heating are used. The second one are direct problems for theoretical determination of residual stresses originating after hightemperature technological treatments. The third direction involves inverse problems for nondestructive determinations of temperature fields and stress-strained states, the objects structure and material characteristics identification on the base of data, obtained by measuring of parameters IR-radiation absorption and emission.

Рассматривается математическая модель для описания во взаимосвязи процессов деформации, теплопроводности, электропроводности и диэлектрической поляризации в макроскопически изотропных диэлектрических телах в широком диапазоне температур при внешних динамических силовых воздействиях, тепловых и электромагнитных потоках. Наряду с кондуктивным и конвективным теплопереносом в модели учитывается также и лучевой механизм теплообмена, как на поверхности, так и в объеме тал. Кроме этого принимаются во внимание процессы диссипации энергии, обусловленные вязкостью материала, диэлектрической релаксацией и электропроводностью. В рамках модели можно формулировать задачи для теоретических исследований в трех практически важных направлениях. Первое направление — это задачи анализа и оптимизации механических, тепловых и электрических процессов при термических обработках с использованием инфракрасного, ультразвукового и электромагнитного нагрева. Второе — прямые задачи определения остаточные напряжения, которые возникают после применения тех или иных технологических обработок. Третье — обратные задачи неразрушающего определения температуры и напряженно-деформированного состояния, а также задачи идентификации структуры объектов и физических свойств материала на основании данных измерений параметров ИК-излучения и поглощения.