§ 6. Модели механических свойств строительных материалов
Для моделирования поведения упругого материала используют пружину. Упругая деформация идеального подчиняющегося закону Гука твердого тела возникает тотчас после приложения силы и не зависит от времени, как это показано на рис. 19. После снятия нагрузки деформация становится равной нулю, следовательно, деформация упругого твердого тела постоянна и обратима.
Идеальная (ньютоновская) жидкость подчиняется уравнению вязкого течения
где т — напряжение сдвига, Па; t — время, с; возрастает пропорционально времени (рис. 20, а).
Рис. 19. Модель идеального (подчиняющегося закону Гука) твердого тела: а — график упругой деформации; б — модель-пружина
Поведение жидкости моделируют демпфером (рис. 20,5), в котором поршень
перемещается под действием приложенных сил, при этом жидкость протекает через кольцевой зазор между стенками цилиндра и поршнем.
Рис. 20. Модель идеальной (ньютоновской) жидкости: а — график деформации вязкого течения; б — модель-демпфер
Рис. 21. Сочетание упругих и вязких свойств: а — график упруговязких деформаций; б — упругий и вязкий элементы расположены последовательно (модель Максвелла)
Соответствующий график приведен на рис. 21, а. Примером вязкого течения является след шин, вдавившихся в асфальтовое покрытие дороги. Он напоминает о повышенной склонности к вязкому течению материала покрытия в жаркую погоду. При высокой температуре вязкое течение проявляется у стекла, металла и других твердых материалов.