Akademik

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ: в твёрдых телах, свойство твёрдых тел необратимо превращать в теплоту механич. энергию, сообщённую телу в процессе его деформирования. В. т. связана с двумя разл. группами явлений — неупругостью и пластич. деформацией. Неупругость представляет собой отклонение от св-в упругости при деформировании тела в условиях, когда остаточные деформации практически отсутствуют. При деформировании с конечной скоростью в теле возникает отклонение от теплового равновесия. Напр., при изгибе равномерно нагретой тонкой пластинки, материал к-рой расширяется при нагревании, растянутые волокна охладятся, сжатые — нагреются, вследствие чего возникает поперечный перепад темп-ры, т. е. упругое деформирование вызовет нарушение теплового равновесия. Последующее выравнивание темп-ры путём теплопроводности представляет собой процесс, сопровождаемый необратимым переходом части упругой энергии в теплоту (т. н. релаксац. процесс — (см. РЕЛАКСАЦИЯ). Этим объясняется наблюдаемое на опыте затухание свободных изгибных колебаний пластинки — т. н. термоупругий эффект.

При упругом деформировании сплава с равномерным распределением атомов разл. компонентов может произойти перераспределение атомов в в-ве, связанное с различием их размеров. Восстановление равновесного распределения атомов путём диффузии также представляет собой релаксац. процесс. Проявлениями неупругих, или релаксационных, св-в, кроме упомянутых, явл. упругое последействие в чистых металлах и сплавах, упругий гистерезис и др.

Деформация, возникающая в упругом теле, зависит не только от приложенных к нему внешних механич. сил, но и от темп-ры тела, его хим. состава, внешних магн. и электрич. полей (магнито- и электрострикция), величины зерна, его крист. структуры и т. д. Это приводит к многообразию релаксац. явлений, каждое из к-рых вносит свой вклад в В. т. Если в теле одновременно происходит неск. релаксац. процессов, каждый из к-рых можно характеризовать своим временем релаксации ti то совокупность всех времён релаксации отдельных релаксац. процессов образует т. н. релаксац. спектр этого материала, характеризующий его при данных условиях; каждое структурное изменение в образце меняет релаксац. спектр.

Величину В. т. измеряют по затуханию свободных колебаний (продольных, поперечных, крутильных, изгибных), по резонансной кривой для вынужденных колебаний, по относит. рассеянию упругой энергии за один период колебаний. В. т. явл. источником сведений о процессах, возникающих в тв. телах, в частности в чистых металлах и сплавах, подвергнутых разл. механич. и тепловым обработкам.

В. т. при пластической деформации. Если силы, действующие на тв. тело, превосходят предел упругости и возникает пластич. течение, то можно говорить о квазивязком сопротивлении течению (по аналогии с вязкой жидкостью), сопровождающимся превращением механич. энергии в теплоту. Механизм В. т. при пластич. деформации существенно отличается от механизма В. т. при неупругости (см. ПЛАСТИЧНОСТЬ, ПОЛЗУЧЕСТЬ МАТЕРИАЛОВ). Различие в механизмах рассеяния энергии определяет разницу в значениях вязкости, отличающихся на 5—7 порядков (вязкость пластич. течения, достигающая величины 1013—1015 Па•с.

всегда значительно выше вязкости, вычисляемой из упругих колебаний и равной 107—108 Па•с). По мере роста амплитуды упругих колебаний всё большую роль начинают играть пластич. сдвиги, и величина вязкости растёт, приближаясь к значениям вязкости пластич. течения.