Исследование напряженно-деформированного состояния дисперсно наполненного полимерного композита с использованием объемных моделей | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 18 > №1 / 2012 / Страницы: 16-34

Исследование напряженно-деформированного состояния дисперсно наполненного полимерного композита с использованием объемных моделей

, , , , ,

Аннотация:

В последние годы активизировались разработки численных методов применительно к моделированию процессов деформирования и разрушения наполненных полимерных композитов (НПК) с учетом их структуры. Основное внимание уделяется сокращению объемов многофакторных лабораторных экспериментов, в которых варьируются параметры структуры наполнителя (форма, размеры, концентрация, фракционность и др.) с целью улучшения механических характеристик высоконаполненного композита. Реальная структура материала заменяется расчетной моделью, отражающей закономерности деформирования материала натурного изделия при воздействии силовых нагрузок. Частицы наполнителя регулярным или нерегулярным образом размещаются в полимерной матрице (ПМ), а напряженно-деформированное состояние (НДС) композиции исследуется методами механики структурно-неоднородных сред. Формирование модели – ключевой элемент компьютерной технологии решения этой задачи. На практике в большинстве случаев используются плоские модели, в которых реализуются условия плоской деформации или плоского напряженного состояния. Однако частицы наполнителя имеют пространственную (сферическую, эллиптическую, многогранную и т.п.) конфигурацию. Применение моделей плоского напряженного или плоского деформированного состояния приводит к искажению реальной картины НДС в НПК. Поэтому обоснованнее использовать пространственные модели, позволяющие отразить (полностью или частично) особенности процессов взаимодействия частиц различных 3D-конфигураций, скрепленных с полимерной матрицей. Целесообразность использования 3D-моделей структуры наполненных композитов отмечается в работах отечественных и зарубежных исследователей. Результаты исследования НДС наполненного композита с использованием пространственных моделей обсуждаются в настоящем сообщении.

9