Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33276109

Анохина А.В.Головешкин В.А.Пирумов А.Р.Флакс М.Я.

Исследование начального этапа процесса прессования труб из порошковых материалов с учетом вертикальной усадки.

Проблема математического моделирования процесса прессования труб из порошковых материалов состоит в правильном предсказании конечных размеров изделия. Как показано в [1] в ходе процесса возможно изменение направления движения внутренней границы. В [2] отмечалось, что многие искажения конечной формы закладываются на начальной стадии процесса. Целью данной работы является определение направления движения границ в начальный момент процесса прессования.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 123-133

Ташкинов А.А.Шавшуков В.Е.

Тепловое расширение однонаправленных и пространственных ортогонально армированных волокнистых композитов.

Получены точные формулы для эффективных коэффициентов линейного теплового расширения (КЛТР) однонаправленных композитов с трансверсально-изотропными волокнами в трансверсально-изотропной матрице и новые приближенные формулы для КЛТР пространственных ортогонально армированных композитов.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 133-142

Лохов А.А.Санников А.Д.Серебренников А.М.Чернопазов С.А.

Прогнозирование функциональной точности в задаче проектирования углепластиковых зеркал современных бортовых антенн.

Одной из проблем создания современных зеркальных бортовых антенн геостационарных связных искусственных спутников Земли (ИСЗ) является обеспечение требуемой высокой функциональной точности отражающих поверхностей экстремально термонагруженных антенных зеркал при существенных ограничениях на их массу. Эти требования привели к применению в качестве основного конструкционного материала зеркал волокнистого углепластика с эпоксидным связующим. В работе предложена нестационарная термоупругая математическая модель трехслойного углепластикового антенного зеркала, находящегося на борту геостационарного спутника. Приведены результаты проектирования зеркала передающей антенны геостационарного связного ИСЗ «ЯМАЛ», выполненные на основе разработанной модели.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 142-155

Dongmei LuoHirofumi MinamotoKatsumi TaoShigeo Takezono

The homogenized constitutive model and its application for CFCC with overall anisotropic damage.

In this paper, a homogenized constitutive model is established to analyze the mechanical behavior of continuous fiber reinforced ceramic matrix composites (CFCC) with overall anisotropic damage. The homogenization method is used for unit cell to derive the elastic material properties of composites, and the results are compared well with that of rule of mixture and average method. An overall anisotropic damage tensor for the whole composite is used to describe all types of damage that composite undergoes, such as matrix cracking, fiber breakage, and interfacial damage between matrix and fiber. The macro-microscopic scale approach is incorporated into the Finite Element Method (FEM). The numerical calculation is carried out to compute the macroscopic stresses-strains and to predict the onset and evolution of anisotropic damage for composite laminate with different stacking sequences. Some results are compared well with experimental results in literature [1].

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 155-167

Andras Szekrenyes

Modeling of the delamination and fiber-bridging in unidirectional composites under mode-I loading conditions.

The DCB test for mode-I loading was utilized to obtain the interlaminar fracture toughness of two type of CFRP composites. Elastic theoretical and finite element analyses were conducted to model the R-curve behavior of laminated composites. In the theory, the bridging fibers were represented by elastic beams, while the stress field behind the crack-tip was calculated from the elastic foundation model. In the FE analysis the bridging fibers were modeled with TRUSS2D beam elements. The fracture toughness was evaluated numerically by the path independent J-integral. The analysis was done by the finite element code COSMOS/M 2.0. Experimental results were used from previous publications and comparison was made with the current computations. Comparison in the results shows, in the theory it is necessary to consider the fiber-bridging and the elastic foundation to obtain reasonably good, fully analytical values for the fracture energy. On the other hand, the FE models overpredict the mode-I toughness in the final stage of crack propagation. Simulating the bridging fibers these overpredictions can be eliminated.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 167-181

Ломазов В.А.

Об одной постановке задачи диагностики остаточных напряжений в слоистых средах.

Рассмотрена задача определения неравномерно распределенных статических остаточных напряжений по значениям характеристик упругих процессов малой амплитуды, измеренным на границе слоистого полуограниченного тела. Предложен подход (основанный на применении метода малого параметра) к решению задачи в рамках предположений о слабой зависимости упругих модулей от величин остаточных напряжений и слабой криволинейности внешней и контактных поверхностей слоев. В качестве примера рассмотрен случай предполагаемой зависимости распределения остаточных напряжений только от одной пространственной переменной (расстояния от внешней поверхности тела).

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 181-191

Ковров В.Н.Кошкина Т.Б.Мошев В.В.

Моделирование ползучести и релаксации в наполненных системах с помощью структурной модели с трением.

Разработана методика исследования межфазного трения в наполненных полимерах. Приведены результаты экспериментов на физических моделях, представляющих собой упругую матрицу, находящуюся в контакте с поверхностью трения. На основе экспериментально полученного закона трения разработаны алгоритмы, описывающие процессы ползучести и релаксации в наполненных полимерах в случае постоянного контакта матрицы с жестким включением и при отслоении матрицы от жесткого включения.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 191-198

Шадрин В.В.

Исследование прочности эластомерных волокон в зависимости от их диаметра.

Экспериментально изучен масштабный эффект прочности при растяжении эластомерных волокон. Испытывались волокна незашитого каучука блоксополимера диметилстирола с полибутадиеном диаметром 2-118 мкм. Обнаружено увеличение прочности при уменьшении начального диаметра волокон. Исследовано влияние предварительной ориентации на жёсткость материала. Обсуждаются причины значительного разброса разрывных деформаций тонких волокон.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 198-205

Бутенко Ю.И.

Построение асимптотически «точной» теории расчёта многослойной конструкции.

В статье для построения асимтотически «точной» модели расчёта плоской многослойной конструкции (стержня) используются следующие предположения: 1.. В.В.Болотина−Ю.Н.Новичкова о том, что для каждого слоя выбирается своя система координат и свой набор базисных функций для компонент перемещений [1]; 2.Х.М.Муштари−И.Г.Терегулова о выборе для однослойной конструкции перемещений в виде бесконечного степенного ряда по поперечной координате и получении на их основе уравнений, описывающих напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкции, из вариационного принципа Лагранжа [2]; 3.Проведение асимптотического анализа полученной бесконечной системы дифференциальных уравнений. Разделение НДС на основное напряженное состояние (ОНС) и решения типа погранслоёв (РТП) [3-4]. На базе этих предположений построена теория определения ОНС с точностью ε2 (ε=H/l − малый параметр) для многослойного стержня с любыми свойствами слоёв. Выделен частный случай мягкого заполнителя и проводится сравнение полученных уравнений с моделью В.В.Болотина−Ю.Н.Новичкова [1]. Показана возможность прямого интегрирования уравнений этой модели и проводится сравнение с точным решением.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 205-231

Герасимов А.В.Михайлов В.Н.

Защита элементов конструкций от разрушения локальной импульсной нагрузкой.

В работе рассматриваются особенности деформирования и разрушения толстостенных пластин и оболочек, включающих в себя пористые слои при действии локальных импульсных нагрузок. Задачи решаются в трехмерной постановке. Отмечается, что введение пористых слоев позволяет предотвратить откольные эффекты и снизить уровни поврежденностей в защищаемых частях оболочек и пластин.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 231-250

Кинев С.А.Симарчук А.С.Чиркова А.Г.

Определение напряженно-деформированного состояния сварных соединений.

При ремонте змеевиков печи пиролиза углеводородов практикуется вырезать дефектные участки и заменять их ремонтными катушками, при этом происходит соединение труб из стали в состоянии поставки и труб, утонившихся в процессе эксплуатации, что приводит к появлению дополнительных концентраторов напряжений. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния сопрягаемых труб в местах сопряжения (сварной шов). Оценка прочности и несущей способности выполнена методом конечных элементов. Рассмотрены расчетные схемы сварных соединений труб с различными геометрическими неоднородностями условиями закрепления.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 250-256

Винокуров В.А.Карпухин А.А.

Математическая модель динамики измельчения дисперсной фазы в вязко-упругой жидкости.

Существующие в настоящее время теории и модели диспергирующего смешения полимерных смесей или далеки от реальности (модель Тэйлора), или не выявляют рецептурно-технологичесих факторов, определяющих динамику процесса (модель Рэлея-Тэйлора-Томотики). В 1976 году Н. Токита предложил модель, в основу которой положена идея одновременного протекания двух конкурирующих процессов: разрушения и слипания дисперсных частиц. Однако модель Токиты недостаточно детализирована, что затрудняет ее практическое использование. Опираясь на работы предшественников, в данной статье предложена модель динамики диспергирования, в основу которой положены законы сохранения энергии и сохранения объема дисперсной фазы. Затраты энергии на диспергирование оценены как сумма энергии на деформирование плюс энергия, затраченная на образование новой поверхности. Процесс слипания описан зависимостью, определяемой характером движения расплава: плоскопараллельным или неупорядоченным. Модель неупорядоченного течения расплава лучше описывает размеры частиц дисперсной фазы. Предложенная модель позволяет описывать динамику диспергирования с использованием рецептурных и технологических параметров, с учетом конструктивных факторов оборудования, а также проводить расчет размеров дисперсных частиц.

 > Том 9 > №2 / 2003 / Страницы: 256-268