2013-№2

Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33849785

Онищенко Д.В., Рева В.П., Проценко А.Е., Петров В.В.

ОСОБЕННОСТИ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИТНОЙ СИСТЕМЫ МНОГОСЛОЙНЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ С ПОМОЩЬЮ МЕХАНОАКТИВАЦИИ

УДК: 691.175.2
В результате механоактивации аморфного углерода, синтезированного пиролизом сфагнового мха при температуре 950°С, происходит образование многостенных нанотрубок диаметром от 10 до 70 нм. Установлено, что модифицирование эпоксидного связующего сформированными многослойными углеродными нанотрубками приводит
к повышению механических свойств материала, что способствует повышению эксплуатационных характеристик полимерной композитной системы.
Скачать

Контарева Т.А., Александров А.И., Кечекьян А.С., Оболонкова Е.С., Серенко О.А.

МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА И ЧАСТИЦ РЕЗИНЫ

УДК: 541.64:539.3
Методом акустической эмиссии исследован момент разрушения высоконаполненных композиционных материалов на основе полиэтиленов высокой плотности и частиц резины. Установлено, что разрушение композитов может происходить при появлении одного опасного дефекта, если значение величины критического раскрытия трещины матричного полимера меньше 520 мкм, в противном случае композиты деформируются пластично и после появления опасного дефекта. Разрушение композита из-за одного опасного дефекта сопровождается излучением низко- и высокочастотной акустической эмиссии (100 – 130 Гц, 3.0-6.0 кГц); при накоплении дефектов в материале в присутствии растущей трещины, акустическая эмиссия при разрыве  характеризуется частотами от 2.2 до 3.0 КГц.
Скачать

Власов А.Н., Волков-Богородский Д.Б.

 УСРЕДНЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОГО УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕПЛА В КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

УДК: 536.2
В данной работе на примере нелинейного уравнения теплопроводности в рамках метода асимптотического усреднения предложен новый подход к решению нелинейных дифференциальных уравнений эллиптического типа с быстро осциллирующими коэффициентами. Сформулирована задача на ячейке с параметром нелинейности, с использованием которой определяются эффективные характеристики композитной среды. Получены аналитические зависимости для определения эффективных характеристик теплофизических свойств композитных материалов периодической структуры с включениями сферической формы и цилиндрической формы с учётом контактного слоя с кубической ячейкой периодичности, а также слоистых композитов, ячейка периодичности которых определяется тремя слоями, в случае, если коэффициенты теплопроводности могут быть представлены в виде произведения двух сомножителей, один из которых зависит от пространственных переменных, а второй от параметра нелинейности. Приведено сравнение результатов расчётов в рамках предложенного метода с «точным» решением для слоистой среды.
С

Шилько С.В., Черноус Д.А.

модифицированная модель Таканаяги ДЕФОРМИРОВАНИЯ дисперсно-наполненных композитов. Ч.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ
И ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ С УЧЕТОМ МЕЖФАЗНОГО СЛОЯ

УДК: 539.3
Обсуждается использование существующих методов механики для прочностного анализа конструкций из дисперсно-армированных материалов и показаны преимущества многоуровневого подхода к решению прикладных задач. Рассмотрены возможности модификации модели Таканаяги (учет межфазного слоя, использование методики «составного включения») с целью более полного описания упругопластических свойств дисперсно-армированных композитов. На основе модифицированной модели разработан метод определения эффективных упругих характеристик (модуля Юнга, коэффициента Пуассона) и предела текучести дисперсно-наполненных композитов. Получены зависимости указанных параметров от объемного содержания наполнителя. Проведено сопоставление результатов использования разработанной методики с расчетными оценками, полученными на основе четырехфазной модели и классического (немодифицированного) варианта модели Таканаяги.
Скачать

Жигун В.И., Павелко И.В.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБРАЗЦОВ
НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ

УДК: 539.3
Исследовано поведение композитов, изготовленных на основе углеродных волокон и углеродной матрицы при нагружении на растяжение и сжатие. Оценено влияние на их свойства при указанных видах нагружения формы и размеров образца, а также обработки его поверхностей. Показаны отличительные особенности композитов, армированных тканью и волокнами.
Скачать

Заводинский В.Г., Кулик М.А., Гниденко А.А.

КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРУГИХ СВОЙСТВ НАНОЧАСТИЦ КАРБИДА ТИТАНА И КАРБИДА ВОЛЬФРАМА

УДК: 539.32
Методом теории функционала плотности, совмещенной с методом псевдопотенциалов, исследованы механические свойства наночастиц карбида титана с кубической структурой, а также наночастиц карбида вольфрама с кубической и тригональной геометрией. Получены равновесные атомные конфигурации наночастиц, определена зависимость модуля упругости от линейной деформации. На величину модуля упругости влияют размер и пространственная геометрия исследуемых частиц. В общем случае при увеличении размера частиц модуль упругости уменьшается.
С

Марчук А.В.

Исследование Вынужденных колебаний слоистых цилиндрических оболочек полуаналитическим методом конечных элементов

УДК 539.3
Разработан вариант полуаналитического метода конечных элементов для расчета цилиндрических оболочек, подверженных динамическому воздействию, при осесимметричном напряженно-деформированном состоянии В плане конструкции искомые функции аппроксимируются линейными полиномами, а по толщине разыскиваются на основе решения соответствующей системы дифференциальных уравнений. С использованием разработанной методики проведен анализ напряженно-деформированного состояния цилиндрических оболочек под воздействием локальных динамических нагружений. Показана необходимость учета трехмерного характера деформирования при решении подобного класса задач.
Скачать

Паньков А.А.

САМОСОГЛАСОВАННЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СВЯЗИ ВОЛОКНИСТОГО ПЬЕЗОКОМПОЗИТА

УДК 539.3: 537.633.9
На основе принципа самосогласования механики композитов получены новые аналитические решения для 11 эффективных электромагнитоупругих констант однонаправленного волокнистого композита с различными полидисперсными структурами. Проведен численный расчет и анализ влияния на эффективные константы композита с пьезоэлектрическими волокнами PVF в ферритовой пьезомагнитной матрице величины объемного содержания волокон и инверсии свойств фаз в сравнении
с известными решениями обобщенного сингулярного приближения для статистической смеси и асимптотического метода усреднения для идеальной периодической структуры.
Скачать

Рыбин А.А., Червяков А.А.

СТРУКТУРНЫЙ ОТКЛИК МОНОВОЛОКОН В ПОЛИМЕРНЫХ НИТЯХ НА ВОЛНОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ РАЗРЫВЕ

УДК: 677.4.017.4 или 678.067:623-9
Представлены результаты исследования поведения волоконных нитей
при волновых нагрузках, возникающих в образцах при воздействии на них поперечного разрывного импульсного усилия. Установлено значительное влияние характера крепления нитяного образца в захватах пьезоэлектрических измерительных систем.
Это отображается характером регистрируемых волновых импульсов в испытуемых нитях и проявляемыми образцами уровнями параметров контроля свойств волокон в нитях. Выявленные различия иллюстрированы данными сравнительных испытаний нитяных образцов из арамидных и полиэтиленовых волокон. Для всех типов исследованных нитей установлено, что свободное прохождение волнового импульса по нити в зоне измерительного захвата приводит к значительному изменению волнового отклика образца в сравнении с условиями жёсткого закрепления концов нити в захватах. И это открывает реальные возможности к разработке методов оптимизации структуры
и состава многофиламентных нитей для динамических условий эксплуатации. Более углублённый анализ внутреннего отклика молекулярной структуры моноволокон при импульсных воздействиях проведён с привлечением метода ИК-спектроскопии. Представлены спектры молекулярных структур волокон СВМ и Русар, изъятых
из исследуемых образцов нитей в исходном состоянии и из нитей, прошедших испытание на поперечный разрыв. Определены и отмечены молекулярные сегменты, наиболее активно претерпевающие радикальный отклик на возбуждение молекулярных изменений в структуре полимеров.
Скачать

Мерзликина Д.А., Филип П., Пивоконский Р., Пышнограй Г.В.

МНОГОМОДОВАЯ РЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И СЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ПРОСТОГО СДВИГА И РАСТЯЖЕНИЯ

УДК: 535.329:541.64
Рассматривается обобщение реологической модели на многомодовый случай. Были рассчитаны зависимости модуля упругости и модуля потерь и проведено сравнение
с экспериментальными данными, полученными для сильно разветвленных полиэтиленов низкой плотности. Полученные при сравнении с экспериментальными данными параметры модели используются далее для моделирования нелинейных эффектов
при простом сдвиге и одноосном растяжении. Сделан вывод о пригодности рассматриваемой реологической модели для описания стационарных и нестационарных характеристик расплавов разветвленных полимеров.
Скачать

Мовчан А.А., Климов К.Ю., Сильченко Т.Л.

ВЛИЯНИЕ РЕОНОМНЫХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕРЖНЯ ИЗ ЭТИХ МАТЕРИЛОВ

УДК: 539.4
Решена задача об устойчивости шарнирно-закрепленного деформируемого стержня из сплава с памятью формы (СПФ) нагружаемого сжатием в режиме мартенситной неупругости. При решении в рамках аналога вязкопластической модели учтены реономные свойства СПФ. Установлено, что в применении к рассматриваемому классу проблем имеет смысл постановка задачи устойчивости по Ляпунову. Найдено решение
в рамках концепции повсеместного дополнительного структурного перехода. Критическая нагрузка может быть получена по формуле Эйлера, в которой модуль Юнга следует заменить на касательный модуль, вычисленный в точке потери устойчивости
по диаграмме мартенситной неупругости, соответствующей предельно медленному процессу. Исследовано скачкообразное изменение критических напряжений
при уменьшении длины стержня.
Скачать

Формалев В.Ф., Кузнецова Е.Л., Селин И.А.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ УДАРНЫХ ВОЛН В НЕЛИНЕЙНЫХ ТВЕРДЫХ СРЕДАХ

УДК: 536.21; 27.35.25
Рассматривается волновой теплоперенос в линейных и нелинейных средах
на основе нового закона теплопроводности, учитывающего не только первые и вторые производные по времени от теплового потока, но и производные более высоких порядков, что позволило свести теплоперенос на основе гиперболического уравнения
к задаче на основе параболического уравнения с запаздывающим аргументом по времени. Возникающие разрывы первого рода температурного профиля в нелинейных средах при определенных условиях теплообмена на свободных границах трансформируются в волны уплотнения тепловых потоков. Полученные результаты подтверждают сделанные предположения. Результаты работы могут быть использованы при тепловом проектировании гиперзвуковых летательных аппаратов в условиях высокоинтенсивного аэрогазодинамического и лучистого нагрева.
Скачать

Головешкин В.А., Калугин И.А., Козырев Ю.М., Пономарев А.В.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПРИ ПЛОСКОМ ОСЕСИММЕТРИЧНОМ ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ

УДК 539.214; 539.374
Рассматривается плоская осесимметричная задача прессования порошкового слоя
с неподвижной внутренней границей. Для описания свойств порошкового материала использована модель Грина. Исследован характер распределения плотности порошкового материала. Показано, что на начальном этапе процесса у неподвижной границы возникают значительные градиенты плотности.
Скачать