ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ в твёрдых телах,
свойство твёрдых тел необратимо превращать в теплоту механич. энергию,
сообщённую телу в процессе его деформирования. В. т. связано с двумя различными
группами явлений - неупругостью и пластической деформацией.

Неупругость представляет собой отклонение
от свойств 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 возникнет
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 тепловую. Этим объясняется наблюдаемое на опыте затухание
свободных изгибных колебаний пластинки - т. н. термоупругий эффект.
Такой
процесс восстановления нарушенного равновесия наз. релаксацией.

При упругом деформировании сплава с равномерным
распределением атомов различных компонентов может произойти перераспределение
атомов в веществе, связанное с различием их размеров. Восстановление равновесного
распределения атомов путём диффузии также представляет собой релаксационный
процесс. Проявлениями неупругих, или релаксационных, свойств, кроме упомянутых,
являются 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 химич. состава, внешних магнитных и электрич. полей (магнито-
и электрострикция), величины зерна и т. д. Это приводит к многообразию
релаксационных явлений, каждое из к-рых вносит свой вклад во В. т. Если
в теле одновременно происходит неск. релаксационных процессов, каждый из
к-рых можно характеризовать своим временем релаксации tто
совокупность всех времён релаксации отд. релаксационных процессов образует
т. н. релаксационный спектр данного материала (рис.), характеризующий данный
материал при данных условиях; каждое структурное изменение в образце меняет
релаксационный спектр.

Пример релаксационного спектра твёрдого
тела, обусловленного различными релаксационными процессами.

В качестве методов измерения В. т. применяются:
изучение затухания свободных колебаний (продольных, поперечных, крутильных,
изгибных); изучение резонансной кривой для вынужденных колебаний; относит,
рассеяние упругой энергии за один период колебаний. Изучение В. т. твёрдых
тел представляет собой новую быстро развивающуюся область физики твёрдого
тела, является источником важных сведений о процессах, возникающих в твёрдых
телах, в частности в чистых металлах и сплавах, подвергнутых различным
механич. и тепловым обработкам.

В. т. при пластич. деформации. Если силы,
действующие на твёрдое тело, превосходят предел упругости и возникает пластич.
течение, то можно говорить о квазивязком сопротивлении течению (по аналогии
с вязкой жидкостью). Механизм В. т. при пластич. деформации существенно
отличается от механизма В. т. при неупругости (см. Пластичность, Ползучесть).Различие
в механизмах рассеяния энергии определяет и разницу в значениях вязкости,
отличающихся на 5-7 порядков (вязкость пластич. течения, достигающая величин
10¹³-10¹⁵ н*сек/м²,
всегда значительно
выше вязкости, вычисляемой из упругих колебаний и равной 10⁷-10⁸
н*сек/м²). По мере_ роста амплитуды упругих колебаний всё большую
роль в затухании этих колебаний начинают играть пластич. сдвиги, и величина
вязкости растёт, приближаясь к значениям пластич. вязкости.

Лит.: Новик А. С., Внутреннее трение
в металлах, в кн.: Успехи физики металлов. Сб. статей, пер. с англ., ч.
1, М., 1956; Постников В. С., Релаксационные явления в металлах и сплавах,
подвергнутых деформированию, "Успехи физических наук", 1954, т. 53, в.
1, с. 87; е г о же. Температурная зависимость внутреннего трения чистых
металлов и сплавов, там же, 1958, т. 66, в. 1, с. 43.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я