Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33376810

Тарабрин Г.Т.

Ортотропная пологая оболочка вращения, трансформируемая в круглую пластину

Примером рассматриваемого явления служит пружинящая шайба в форме пологого усеченного конуса. Будучи сжатой поперек, она превращается в круглую кольцевую пластину, находящуюся в напряженно-деформированном состоянии с осевой симметрией. Другим примером являются исходные составляющие в виде пленок и тонких пластин, используемые в слоистых композиционных материалах. Они часто имеют дефекты, представляющие собой изогнутости в форме локальных выпуклостей. В процессе изготовления композита эти неровности сглаживаются, что приводит к возникновению локальных очагов предварительно напряженного состояния, моделируемого пологой оболочкой вращения, трансформированной в пластину. Решаемая задача является обобщением работы [1] на случай ортотропного материала.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 491-498

Горенберг А.Я.Куперман А.М.Турусов Р.А.

Исследование упруго-прочностных характеристик гибридных и градиентных полимерных композиционных материалов (ГПКМ)

В работе рассматриваются свойства ГПКМ в зависимости от соотношения волокон различных типов. Наиболее существенным фактором, определяющим закономерности механического поведения композитов, является соотношение предельных деформаций армирующих волокон. Наблюдаются синергетические эффекты увеличения деформативности углеродных волокон при растяжении и органических волокон при сжатии в стеклопластиковой матрице. Градиентные материалы с неоднородной структурой позволяют задать такой закон изменения жесткости материала, который обеспечит оптимальное поле напряжений при нагружении всего изделия.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 499-510

Евлампиева С.Е.Мошев В.В.

Роль трибоупругости в формировании циклического поведения эластомерных нанокомпозитов

A triboelastic model of elastomeric nanocomposite and peculiarities of its mechanical behavior in cyclic tests are considered. The model takes into account two structural parameters that mainly specify the mechanical behavior of nanocomposites: elastic nonlinearity of the elastomeric matrix and the strength of its adhesion with the filler. The model may be used by specialists in materials science who are involved in developing composites with prescribed mechanical properties.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 511-517

Анцупов Ю.А.Голованчиков А.Б.Комарова Е.С.Лукасик В.А.

Вязкоупругие свойства полиэтиленов и этиленпропиленовых сополимеров. Сообщение II. Анализ возможности применения классической теории к описанию одноосного растяжения с различными скоростями деформации

Рассматривается возможность описания диаграмм одноосного растяжения кристаллических полимеров типа полиэтилена и сополимеров этилена с пропиленом, отвечающих различным скоростям деформации, в рамках классической линейной теории вязкоупругости с применением метода редуцированных переменных и с использованием эффективной длины образцов.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 518-524

Волкова Н.В.Емельянов Д.Н.Смирнова О.В.Торбин П.А.

Адгезия и ударопрочность твердых доделочных масс на полиакрилатном связующем для реставрации объектов из камня

Изучены адгезионные и ударопрочностные свойства твердых доделочных масс из цементно-песчаных смесей, гипса или мела, содержащих в качестве связующего органо- или водорастворимый метакриловый полимер. Адгезия и прочность на удар твердых доделочных масс для камня изменяются симбатно в зависимости от состава масс и от условий температурно-влажностного хранения памятников. Адгезия к пористым субстратам и прочность на удар твердых масс повышаются с увеличением в них содержания полимера либо с использованием полимера, являющегося поверхностно-активным веществом. Наблюдается резкое снижение прочности твердых доделочных масс, подвергнутых прогреву при высоких температурах или при замораживании образцов, особенно во влажном состоянии.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 525-531

Мягков Н.Н.Сулимов А.В.Шумихин Т.А.

Численное моделирование высокоскоростного взаимодействия ударника с дискретными экранами

Методом SPH в программной среде LS-DYNA проведено 2D и 3D численное моделирование высокоскоростного взаимодействия сферического ударника со струнным и сеточным экранами. Результаты расчетов сравниваются с экспериментами. Расчеты показывают, что разрушение и фрагментация ударника на дискретном экране характеризуется как формированием струй, выбрасываемых с фронтальной части ударника, так и ударно-волновым разрушением тыльной части ударника, которое свойственно разрушению на сплошном экране. Какой из этих механизмов является преимущественным, зависит от отношения апертуры ячейки дискретного экрана к диаметру ударника. Скорость осколков в струях при фронтальной фрагментации может существенно превышать начальную скорость ударника. Численное моделирование позволяет, также, объяснить механизм формирования групп кратеров, линейнообразно распределенных по поверхности свидетеля, которые наблюдаются в экспериментах по фрагментации ударника на сеточных экранах.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 532-546

Валишин А.А.Карташов Э.М.Степанова Т.С.

Прочность и долговечность полимеров и композитов в переменных температурно-силовых внешних условиях

Разрушение материала рассматривается как процесс накопления во времени внутренних микроповреждений. Введено понятие памяти материала на нанесённые ему повреждения. Дана постановка прямой и обратной задач прогнозирования прочности и долговечности полимеров и композитов на их основе в переменных температурно-силовых условиях их испытания или эксплуатации. Для решения этих задач для материалов с произвольным видом памяти сформулирован обобщённый принцип суперпозиции повреждений. На его основе дано решение прямой задачи прогнозирования. Рассмотрены примеры. Дано объяснение наблюдаемых экспериментально аномалий на диаграммах температурно-временной зависимости прочности.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 547-560

Жаворонок С.И.

Модели высшего порядка анизотропных оболочек

Предложена математическая модель произвольного высокого порядка анизотропной оболочки, учитывающая трехмерный характер напряженно-деформированного состояния. Построение модели основано на представлении дифференциальных операторов и определенных интегралов в неголономном базисе пространственной системы координат, связанной с базисной поверхностью оболочки, и последующем применении проекционного метода Галеркина для перехода от исходной трехмерной начально-краевой задачи к системе двумерных краевых задач.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 561-571

Сибгатуллин К.Э.Сибгатуллин Э.С.

Оценка прочности слоистоволокнистых композиционных матералов структуры [±j]c

Моделирование прочностных свойств композиционных материалов (КМ) структуры [±φ]c в случае комбинации плоского напряженного состояния (или плоской деформации) и поперечных сдвигов осуществлено с использованием методов сопротивления материалов и теории пластичности. Использована жесткопластическая модель деформируемого твердого тела. Показано, что если поверхность прочности для монослоя описывается уравнением второй степени, то, в общем случае, поверхность прочности для КМ структуры [±φ]c в случае плоской задачи также является поверхностью второго порядка, а при поперечном сдвиге — нет. Предложены способы аппроксимации как самой поверхности прочности для КМ, так и определенных ее сечений. Приведены примеры расчетов. Результаты обобщены для гибридных КМ, имеющих плоскость симметрии структуры и свойств S0.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 572-582

Морозов И.А.Свистков А.Л.

Структурно-феноменологическая модель механического поведения резины

Наполненные эластомеры (резины) представляют собой композиционные материалы, отличающиеся сложной структурой и специфическими свойствами, связанными с взаимодействиями на границе раздела фаз наполнителя и связующего. В работе представлена структурно-феноменологическая модель вязкоупругого поведения резины. Помимо пластических, упругих и вязких в модели представлен новый вид элементов — передаточные, которые связывают структурные деформации матрицы на наноуровне с деформацией материала. Сравнение с экспериментом показало хорошую воспроизводимость эффекта размягчения Патрикеева-Маллинза и вязкоупругое поведение резины в широком диапазоне амплитуд деформации. Нахождение неизвестных констант модели разбито на несколько независимых этапов, что существенно упрощает практическую реализацию.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 583-596

Архиреев В.П.Перухин М.Ю.Суханов П.П.

Роль малых добавок изоцинатов в формировании прочностных свойств смесевых полимерных композиций

Рассматривается влияние малых добавок диизоцианата на прочностные свойства сырых и вулканизованных полимерных смесей состава хлорсульфированный полиэтилен — этилен-пропиленовый каучук тройной. Показано, что улучшение структурных и прочностных характеристик индивидуальных полимеров и их смесей после введения диизоцианата является откликом композиций, состоящих из компонентов с близкими значениями параметров растворимости, на процесс их насыщения относительно полярным олигомером. Наблюдаемые при этом преобразования структуры и(или) состава фаз обусловлены возрастанием степени разветвлённости и полярности макромолекул, что повышает уровень их совместимости и плотность упаковки в составе вулканизатов модифицированных смесей.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 597-603

Данилин А.Н.Захаров А.П.

Подход к описанию гистерезиса с использованием данных серии типовых экспериментов на примере гасителя пляски проводов

В статье предлагается способ построения математической модели нелинейных гистерезисных зависимостей для демпферного узла специального устройства, назначением которого является подавление (гашение и расстраивание) пляски проводов воздушных линий электропередачи. Предлагаемый подход является комплексным и включает в себя экспериментальную часть по проведению типовых измерений, а также математическую часть, связанную с обработкой экспериментальных данных. Результатом являются систематизированные экспериментальные данные и математический алгоритм для моделирования произвольного движения реального демпферного узла с учетом гистерезисных эффектов в пространстве возможных диаграмм деформирования между границами предельного цикла; здесь — скручивающий момент в демпферном узле, значение которого определяется предысторией процесса деформирования, — соответствующий этому моменту угол относительного углового положения. Результаты работы предназначены для их последующего использования в нелинейных моделях динамического взаимодействия системы проводов и гасителей колебаний с внешним ветровым потоком. Такие модели необходимы для анализа эффективности работы существующих гасителей пляски проводов и для моделирования работы гасителей колебаний новых конструкций. Предлагаемый подход обладает достаточной общностью и может быть использован в расчётах гистерезисных устройств и систем с иным назначением.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 604-622

Доан Чак ЛуатДудченко А.А.Лурье С.А.

Моделирование деградации свойств композита при растрескивании и расслоении при статическом и циклическом нагружении

В статье развивается модель накопления повреждений и модель деградации механических свойств слоистых композитов, определяемые дефектами типа трансверсального растрескивания и межслойных трещин. Предполагается, что трансверсальное растрескивание связано со сквозными дефектами в монослоях, в виде поперечных трещин (разрезов), в направлениях, ортогональных направлению волокон. Такие микротрещины могут появляться в слоях с любой ориентацией по отношению к действующей нагрузке. Рассматривается два сценария: в первом случае поперечное растрескивание, возникая в одном или в нескольких слоях композита не вызывает появления межслойных трещин на границе слоев, а во втором- поврежденность композита связывается с трансверсальным растрескиванием и последующим расслоением в окрестности поперечных трещин. Дается анализ роста поврежденности, предлагаются модели деградации свойств. На примере конкретной конструкции, подкрепленной плоской панели, делается прогноз роста поврежденности, дается оценка влияния поврежденности на изменение свойств композита и на распределение напряжений. Приводится алгоритм уточнения напряженно деформированного состояния с учетом роста поврежденности, реализация которого дается с использованием метода конечного элемента.

 > Том 14 > №4 / 2008 / Страницы: 623-637