Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33275804

Згаевский В.Э.Карнет Ю.Н.Образцов И. Ф.Яновский Ю.Г.

Экспериментальное и теоретическое исследование свойств электрореологических жидкостей. Зависимость электрореологического эффекта от объемной доли наполнения

Обсуждаются определяющие реологические соотношения, описывающие поведение нового перспективного класса «умных» материалов с управляемыми свойствами — электрореологических жидкостей (ЭРЖ). Аналитические построения базировались на оригинальной многочастичной трехмерной упорядоченной модели. Проведено сравнение теоретических соотношений зависимости действительной части комплексного модуля от величины напряженности электрического поля с данными эксперимента. Получено хорошее количественное соответствие предсказаний теории и результатов эксперимента. Описана зависимость реологического эффекта от величины объемной доли наполнения. Проведено сравнение полученных теоретических соотношений с экспериментом. Показано, что качественное соответствие теории и эксперимента наблюдается при малых величинах объемной доли наполнения (до ~0.23).

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 457-465

Коняев А.А.Толкачев В.Ф.

Экспериментальное моделирование проникания ударников в преграды из композиционных материалов

Методом экспериментального моделирования в диапазоне скоростей соударения 0,1…3,5 км/с получены моделирующие зависимости для глубины проникания металлических стержней плотностью до 18,6 г/см3 в высокотвердые керамические материалы. Путем сравнения проникающей способности компактных и цилиндрических ударников в преграды из композиционных материалов и металлов при условии равного веса на единицу площади показана повышенная стойкость к удару карбида бора и СВС-керамики на основе диборида титана и карбида бора.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 467

Немировский Ю.В.Янковский А.П.

Упругопластический изгиб пластин переменной толщины, армированных волокнами постоянного поперечного сечения по направлениям главных напряжений и деформаций

Сформулирована задача рационального армирования кирхгофовских пластин по направлениям главных деформаций и напряжений при чисто-упругом и упругопластическом поперечном изгибе. Дополнительно сформулирована задача рационального профилирования таких конструкций при условии, что волокна одного из семейств равнонапряжены на лицевых поверхностях пластины. Проведен качественный анализ соответствующих систем разрешающих уравнений. Показана возможность существования нескольких альтернативных решений поставленной задачи, которыми можно управлять. Проведены конкретные расчеты, показывающие, что за счет рационального профилирования изгибаемых пластин расход фазовых материалов в них можно существенно (в разы) уменьшить по сравнению с эталонными конструкциями.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 477-498

Блазнов А.Н.Волков Ю.П.Луговой А.Н.Савин В.Ф.Хе А.И.

Исследование механических свойств стеклопластиковых стержней методом продольного изгиба

Статья посвящена проблеме исследования механических характеристик однонаправленных стеклопластиковых стержней круглого сечения с использованием метода продольного изгиба. В приложении к этой задаче рассмотрены литературные данные, посвященные исследованию деформации тонких линейно-упругих стержней в закритической области нагружения. Показано близкое соответствие поведения реального стеклопластикового и идеального линейно-упругого стержня при продольном изгибе. Изложена методика проведения испытаний и обработки результатов. Предложены выражения для расчета предела прочности, предельной деформации и модуля упругости образца по данным, полученным при его продольном изгибе. Представлены результаты испытаний однонаправленных стеклопластиковых стержней в широком диапазоне изменения длины и диаметра образцов. Показано, что результаты испытаний хорошо согласуются с расчетными данными, полученными по правилу смесей.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 499-516

Афанасьева С.А.Белов Н.Н.Валуйская Л.А.Карнаухов А.М.Соломонов Ю.С.Югов Н.Т.

Математическое моделирование поведения многослойных пластин и цилиндрических оболочек при воздействии высокоэнергетическим импульсом

Предложена математическая модель для расчета механических напряжений, фазового состояния и разрушения материалов при воздействии коротковолнового электромагнитного импульсного излучения на многослойные преграды. Приведено решение задач о воздействии пучка лучей и плоскопараллельного потока излучения на многослойные пластины и цилиндрические оболочки.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 517-551

Лавров А.В.

Вариант метода ускоренного прогнозирования долговечности полимерных конструкционных материалов при различных режимах нагружения

Предложены расчетные зависимости для прогнозирования длительной прочности и усталости полимерных конструкционных материалов (ПКМ) при непрерывном знакопостоянном нагружении (форма цикла напряжений — треугольник) и постоянной температуре, в которых используются исходные характеристики материала, получаемые на основе только кратковременных испытаний в нормальных условиях. Даны рекомендации по приближенной оценке требуемых для расчета значений пределов длительной прочности и выносливости в случае отсутствия экспериментальных данных для аналогов иcследуемого материала. При прогнозировании усталости ПКМ учтены особенности механического поведения материалов, отражаемые диаграммами деформирования при кратковременном нагружении. Возможность использования разработанного метода ускоренного прогнозирования долговечности подтверждена результатами длительных статических и циклических испытаний различных типов ПКМ.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 533

Попов О.Н.Радченко А.В.

Нелинейные задачи расчёта пологих оболочек и пластин с разрывными параметрами

Представлен разработанный и реализованный метод расчёта пластин и пологих оболочек, имеющих подкрепления и переменную толщину изменяющуюся скачком с учётом физической, геометрической нелинейности и разномодульности при статическом нагружении и температурном воздействии.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 550

Сильченко Л.Г.

Устойчивость стеснённого стержня из сплава с памятью формы при обратном мартенситном фазовом превращении

Настоящая статья является продолжением работы [1], где была рассмотрена потеря устойчивости стеснённого стержня из сплава с памятью формы (СПФ) при обратном термоупругом мартенситном фазовом превращении в упрощённой постановке. В [1] было использовано допущение о неизменности (по длине стержня) зоны дополнительного фазового превращения, развивающейся в стержне из СПФ при выпучивании, что позволило получить простые разрешающие соотношения. Однако чтобы такое решение было возможным, при выпучивании стержня должны присутствовать малые вариации внешней нагрузки, в том числе и кинематического характера. В результате, в соответствии с концепцией «продолжающегося нагружения», за счёт выбора нужных вариаций «внешней нагрузки» могут быть найдены наиболее опасные критические характеристики устойчивости, а в рамках концепции «фиксированного фазового состава» — наименее опасные. За счет специального выбора вариаций «внешней нагрузки» могут быть найдены также критические характеристики, занимающие промежуточное положение. Понятно, что определённый интерес вызывает решение на основе концепции «упругой разгрузки», когда при выпучивании стержня вариации внешней нагрузки не допускаются вообще. В [1] отмечено, что в рамках упрощающего положения относительно зоны дополнительного фазового превращения такое решение достигнуть не удаётся. Чтобы получить решение в отсутствии любых вариаций нагрузки в процессе выпучивания, приходится отказаться от указанного выше упрощающего допущения и считать зону дополнительного фазового превращения переменной по длине стержня. В настоящей статье такое решение получено. Показано, что задача сводится к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений с искомым параметром, в качестве которого может, например, выступать значение фазовой составляющей деформации, накопленной в ходе предшествующего прямого мартенситного превращения. В ходе численного решения указанной системы может быть найдено критическое значение фазовой составляющей деформации, созданной в процессе предшествующего мартенситного превращения в зависимости от параметра объёмной доли мартенситной фазы. Интересно отметить, что при любом значении параметра найденное критическое значение фазовой деформации оказывается весьма близким к критическому значению фазовой деформации, полученному в [1] в упрощенной постановке для частного случая, когда на этапе выпучивания не допускается вариация осевого смещения опор, но присутствует вариация погонной осевой нагрузки.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 568

Землянова А.Ю.Сильвестров В.В.

Растяжение пластины с эллиптическим вырезом, усиленной софокусной эллиптической накладкой

При наличии в тонкостенных конструкциях, в частности, пластинах «нежелательных» вырезов и трещин, как для ремонта, так и для увеличения прочности конструкции применяются накладки в виде тонких упругих пластин. В научной литературе в основном представлены результаты исследований по влиянию накладок на прочностные свойства пластин с трещинами. В работах [1−9] изучается напряженное состояние тонкой пластины с трещиной, усиленной накладкой, полностью покрывающей трещину и приклеенной к пластине по всей своей поверхности. Способам усиления пластины с трещиной посредством накладки, присоединенной к пластине непрерывно лишь вдоль своей границы или только в отдельных точках, посвящены работы [6,10−15]. Пластины с вырезами, подкрепленными вдоль своих границ ребрами жесткости, изучаются в [16,17]. Пластина с круговым вырезом, подкрепленным по краю эллиптически кольцеобразной накладкой, рассматривается в [18]. Подробный обзор литературы и основных результатов по перечисленным выше вопросам, а также по иным способам усиления пластин с дефектами имеются в работах [9,16,19−22]. В данной работе изучается напряженное состояние тонкой упругой бесконечной пластины с эллиптическим вырезом, на который наложена полностью покрывающая его софокусная эллиптическая накладка и жестко присоединена к пластине вдоль своей границы. Пластина на бесконечности растягивается заданными напряжениями, а на границе выреза действуют заданные внешние усилия, расположенные в плоскости пластины. Аналитическими методами находятся комплексные потенциалы Мусхелишвили, исследуется концентрация напряжений на линии соединения накладки с пластиной и на границе выреза. В случае вырождения эллиптического выреза в трещину находятся коэффициенты интенсивности напряжений в вершинах трещины. Приводятся примеры, графики напряжений и коэффициентов интенсивности напряжений, изучается их зависимость от геометрических, упругих и силовых параметров задачи, дается сравнение со случаем отдельной пластины с эллиптическим вырезом (или трещиной) при отсутствии накладки. Случай пластины с круговым вырезом, усиленной концентрической круглой накладкой, присоединенной к пластине вдоль своей границы или вдоль иной окружности, подробно изучен в работах [23,24].

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 577-595

Белов П.А.Волков-Богородский Д.Б.Дудченко А.А.Кочемасова Е.И.Лурье С.А.Образцов И. Ф.Потупчик Е.М.Шумова Н.П.Яновский Ю.Г.

Основы теории межфазного слоя

В работе, дается последовательное описание математической теории межфазного слоя, которое включает: формальную математическую постановку проблемы; формулировку определяющих уравнений (физических уравнений); решение проблемы идентификации параметров, определяющих неклассические эффекты; аналитические оценки свойств межфазного слоя, оценки влияния свойств межфазного слоя на эффективные характеристики композита, качественный анализ теории. Изложение основано на аналитическом обзоре проведенных авторами исследований, в которых с использованием вариационных формулировок развиты корректные и согласованные варианты моделей, учитывающие масштабные эффекты, приведены модели когезионных и адгезионных взаимодействий в средах, даны примеры моделирования неклассических эффектов в механике разрушения, механике тонкопленочных структур, механике дисперсных композитов.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 596-612

Карнет Ю.Н.Теплухин А.В.Филипенков П.А.Яновский Ю.Г.

Реология и механика магнитореологических суспензий

Проведено исследование структуры и свойств МРЖ двумя независимыми методами — прямым численным моделированием на основе подхода Монте-Карло и экспериментально на реологическом оборудовании с оригинальной магнитореологической приставкой, позволяющей создавать в измерительных ячейках прибора магнитные поля с различной индукцией. В ходе вычислительных экспериментов изучен процесс формирования структуры магнитореологических сред с концентрацией дисперсной фазы до 25% об., разработан алгоритм оценки механических характеристик кластеров магнитореологических структур, образующихся в магнитных полях. Проведены количественные расчеты модулей упругости таких структур в условиях различных деформаций сдвига. Результаты сопоставлены с данными натурных экспериментов.

 > Том 10 > №4 / 2004 / Страницы: 613-624