O zastosowaniu zasad termodynamiki do opisu materiałów odkształconych

Wielokrotnie próbowano opisać zachowanie się ciał stałych podlegających odkształceniu w ramach termodynamiki klasycznej. Jedną z takich godnych uwagi prób podjął P. W. Bridgman [1], który doszedł do wniosku, że program taki jest oczywiście możliwy do zrealizowania, ale w tym celu konieczne jest najpierw pewne uogólnienie termodynamiki. To właśnie doprowadziło go do koncepcji uogólnionej entropii i termodynamicznej ilości ciała. Zdaniem autora tej pracy tak daleko idące środki nie są konieczne, a niezbędna jest jedynie dokładna i ostrożna interpretacja wyników doświadczalnych na gruncie znanych idei. Autor sądzi, że na tej drodze można będzie skonstruować logiczny i zwarty schemat opisu. Prawdą jest jednakże, że w tym celu trzeba skorzystać z pewnych obserwacji o charakterze zupełnie ogólnym, których normalnie nie wykorzystuje się w sposób jawny.

ON THE APPLICATION OF THE PRINCIPLES OF THERMODYNAMICS TO DESCRIPTION OF DEFORMED MATERIALS

The paper snows that the analysis of deformed materials is to be based above all on proper selection of independent thermodynamic parameters determining the state of material. For instance, in the theory of plasticity the deformation should be decomposed into two parts, one of them being a parameter of the state, the other not. Similar procedure applies to the deformation tensor in the theory of creep and relaxation it is indispensable to introduce one or even more additional variables of the state. The meaning of these facts is that thermodynamic potentials can be only functions of state parameters. In the paper a general method of description has been outlined, which allows to generalize the classic theory of simple systems to continuous systems. The method is based on the acceptance of the principle of the local state successfully applied in the theory of elasticity in fluid mechanics or in the theory of heat transfer. This method is one of the fundamental principles of irreversible processes of thermodynamics shown, for instance, in S. R. de Groote’s and P. Mazur’s monograph 4. Special attention has been devoted to the plastic deformations and reinforcement phenomenon. It has been shown above all that the relation between the stress and the rate of plastic deformation is generally of a character of a relation transcending the class of Onsager’s equations, the correctness of which is limited to cases concerning small deflections from the state of equilibrium. Further, a fully three dimensional theory of elastic-plastic domains in proposed. In the light of some results obtained by J. R. Rice, it seems possible that such a theory is likely to lead to a physically realistic description of the Bauschinger effect and that of the variations in the yield surface under loading cycles.