理性力学中的固体、液体和气体
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【摘要】在连续介质力学中,定义为物质的物理性质方程分别定义为固体、液体和气体(固体力学、流体力学,气动)。虽然在“应力-应变”物理性质方程形式的概念下是统一的,但在“连续介
在连续介质力学中,定义为物质的物理性质方程分别定义为固体、液体和气体(固体力学、流体力学,气动)。虽然在“应力-应变”物理性质方程形式的概念下是统一的,但在“连续介质”(材料)的概念下并不统一。这在逻辑上是矛盾的。
液体必须引入“负压”的初始状态,气体必须引入“正压”的初始状态,而固体没有这个参数。但是,一旦发生外力引起的流变,固体就具有永久压力,必须修改液体和气体的初始压力。这样,固体的两个物理参数和液体和气体的三个物理参数就会随着外力的流动而变化。从这个角度来说,它是一种“物理变化”。
因为不同的物理参数代表不同的物质,所以物质会发生变化吗?还是物质本身没有改变,但它的性质发生了变化?
前一种观点的解释:因为物理性质的不同代表不同的物质,物质发生了变化(人不能穿越同一条河流,变化是永恒的,比如坚持基本原则理论,持这种态度)。
根据后一种观点,物质元素(本体)没有改变,但它的属性发生了变化。 (同一种物质可以有不同的“应力-应变”物理性质方程,比如坚持真理的基本原则,持这种态度)。
调和器给出的解决方案是:外力作用后,物理参数的变化和/或物理性质的本质(非几何)变化可能是由外力引起的,并且足以将两者分开。 .
然而,热力学给了这个“书签”最大的打击。同一种物质可以有三种状态,可以独立于一种状态,也可以多种状态共存。
既然事情没有改变,“应力-应变”物理性质方程不能作为本质定义的事。但是,就理论框架而言,这是不允许的。
“书人主义”说这个好办,只要让物理参数不随“温度”变化即可。
引入变化的物理性质后,由于物理参数随“温度”和外力(或几何变形)而变化,应变由几何变化定义,应力由外力定义,温度是问题如果较小尺度(几何,力)的定义发生变化,则会很麻烦。有两种解决方案:
重新定义应力应变的内部和本质概念,使相同材料成分的材料(至少一种相态)的物理参数保持不变。即利用物质客观不变性原理建立“应力-应变”物理性质方程。
引入非线性概念,物理参数随“温度”和流变学而变化。
在1970年代左右的“一切都是非线性”的口号下,经过近半个世纪的努力,成功的经验随处可见。然而,不受理性控制的“任意性”在非线性科学中变得更加突出,最终落入了“混沌”和不确定性的范畴。同时,数值计算方法也在日新月异,以获得新的发现。
但是,无论是非线性还是数值计算,还是两者的结合,都留下了精确的有理(数学)结构来描述运动的本质,试图“引入需要的任何因素”。 Halter Horse 的进步往往是徒劳的。
当确定性物理现象被描述为“小扰动引起的非确定性现象”时,最可怕的是是最初选择的理论体系是一个不精确的理论近似。而不是精确的、基本的描述。因此,这类工作揭示的只是“所选择的理论体系是一个不精确的理论近似”。认为数值计算的结果可以用来修正最初选定的理论体系的傲慢信念,完全是形而上学和唯心主义。经过20多年(仍然)繁荣,失败已经出现。
败北如山。 1990年代前后,连续介质力学的学生开始体会到“找不到工作”和“转行”的苦果。然而,连续介质力学的工业地位是不可动摇的。在这个世纪里,人们(主要是美国)突然觉得:连续介质力学的学生是宝贵的,但是放眼世界,谁是英雄?
在我国,陈志达先生就是上述“1”方案的践行者。 1990年代前后,他评论说:必须利用规范场理论中的基本度量场来定义物质,系统地改造连续介质力学的固有问题。在基本度量(物质客观性)保持不变的前提下,用当前度量相对于基本度量的变化来描述连续统的运动。以这种方式定义应力应变后,“应力应变物理性质方程”中的物理性质由基本参数定义(满足物理不变性,仅随基本度量变化而变化)。
他的导师钱伟昌先生发展了内坐标系的概念,首先建立了有限变形的拖曳几何场理论,得到了内应变的表达式,并建立了这种材料变量属性“应力-应变物理性质方程”。由于该理论与其他理论不同,数学概念与单参数变换群有关,因此相关研究工作进展缓慢(进入门槛太高)。同时,也被实施上述“2”方案的人所拒绝。
文章来源:《固体力学学报》 网址: http://www.gtlxxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0710/636.html