Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33386259

Головешкин В.А.Мягков Н.Н.

О проникании периодической системы струн в массивную преграду

Предложена упругопластическая модель высокоскоростного внедрения периодической системы струн в массивную преграду. Получено аналитическое решение, связывающее глубину внедрения, как со скоростью удара, так и с расстоянием между струнами. Модель позволяет оценить глубину разрушения массивного ударника при его взаимодействии со струнным или сеточным экраном, а также оценить влияние расстояния между струнами на глубину проникания струн.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 461-474

Ватульян А.О.Шевцова М.С.

Об идентификации свойств неоднородных вязкоупругих материалов

Рассмотрена задача о восстановлении функций, характеризующих неоднородные свойства вязкоупругого тела. Сформулировано обобщенное соотношение взаимности, предложен итерационный алгоритм, основанный на решении интегральных уравнений Фредгольма 1-го рода с гладкими ядрами на основе метода А.Н. Тихонова. Рассмотрены конкретные примеры восстановления искомых функций по амплитудно-частотной характеристике при анализе крутильных колебаний стержня.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 475-485

Мовчан И.А.Сильченко Л.Г.

Устойчивость цилиндрической оболочки из сплава с памятью формы при сжатии и кручении

В работе изучена потеря устойчивости замкнутой круговой цилиндрической оболочки из сплава с памятью формы (СПФ) при термоупругих мартенситных фазовых превращениях, находящейся в условиях однородного равномерного сжатия вдоль образующей и кручения.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 486-496

Бочкарева С.А.Люкшин Б.А.Панин С.В.Струков Ю.С.

Прочностной анализ композиционного покрытия триботехнического назначения

В работе предлагается метод оценки прочностных свойств наполненного полимерного композитного покрытия, основанный на компьютерном моделировании и методах вычислительной механики. Предлагаемый подход позволяет связать уровень внешней нагрузки, способ ее приложения, характеристики рельефа подложки, наконец, состав материала композиции с локальными распределениями параметров напряженно-деформированного состояния и оценить прочность материала покрытия.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 497-504

Волков А.Е.Дубилет Д.С.

Расчет эффективности применения сплавов с памятью формы для демпфирования и изолирования конструкций от колебаний грунта

Проводилось моделирование колебаний здания, оснащенного устройствами из сплавов с памятью формы (СПФ) для защиты от землетрясения и уменьшения энергии колебаний. Вычисления проводились с помощью микроструктурной модели позволяющей рассчитать изменение деформации деталей из СПФ при вариациях температуры и напряжения. Использование СПФ в демпферах и изоляторах в конструкциях обусловлено их высокими диссипационными свойствами и высокой циклической прочностью. Рассчитаны ускорения и перемещения этажей трехэтажного здания при гармонических горизонтальных колебаниях грунта. Оценена эффективность применения защитных устройств.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 505-511

Комар Л.А.Кондюрин А.В.Свистков А.Л.

Моделирование отверждения композиционного материала в условиях открытого космоса

Один из критических факторов открытого космоса является высокий вакуум и вызываемое в вакууме испарение активных компонентов материала. Моделирование процесса отверждения жидкого связующего в условиях вакуума показало, что испарение активных компонентов является критическим фактором для реакции отверждения. Экспериментальное исследование показало, что эпоксидная матрица композиционного материала способна отверждаться в условиях высокого вакуума. Получены зависимости испарения компонентов в зависимости от давления и температуры, изменение композиции в процессе испарения, изменение механических свойств. Показано, что регулирование процесса отверждения может быть за счет оптимальной степени предварительного отверждения композита, обеспечивающего как достаточные деформационные свойства композита в надуваемой конструкции, так и полноту отверждения матрицы.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 512-526

Максимов П.В.Труфанов Н.А.

Численный анализ влияния электростатических и температурных воздействий на деформационные характеристики слоистого чувствительного элемента микроакселерометра

Исследуется влияние сил электростатического взаимодействия на деформационные характеристики слоистого чувствительного элемента микромеханического акселерометра при различных температурах окружающей среды. Приведены зависимости между измеряемым ускорением, деформированием слоистого чувствительного элемента и величиной емкости между обкладками конденсатора. Показано влияние сил кулоновского взаимодействия, возникающих между чувствительным элементом датчика и подложкой на выходные параметры микроакселерометра и на точность измерений. Решена связанная электромеханическая задача с учетом влияния внешнего температурного поля. Показана возможность появления «шумового» сигнала при нулевых внешних нагрузках, обусловленного влиянием дополнительной силы между подвижными обкладками конденсатора переменной емкости и влиянием температурного поля.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 527-538

Джангуразов Б.Ж.Карнет Ю.Н.Козлов Г.В.Яновский Ю.Г.

Нанонаполненные композиты «полимер/органоглина». Фрактальный анализ структуры и механических свойств

На основании обобщения известных литературных экспериментальных данных с использованием современных физических представлений, а именно кластерной модели структуры аморфного состояния полимеров, фрактального анализа и концепции ангармонизма, предложена физическая интерпретация эффекта усиления композитов на основе полимеров и органоглины. Получены количественные аналитические соотношения, позволяющие корректно описать некоторые механические характеристики подобного класса материалов с учетом уровня межфазной адгезии и изменений кинетической гибкости молекулярных цепей матрицы, связанных с введением нанонаполнителя.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 539-552

Данилин А.Н.Шалашилин В.И.

Математическое моделирование процессов сильного нелинейного деформирования материалов в эйлеровых координатах на основе метода продолжения решения по параметру

Процесс деформирования трактуется как процесс продолжения решения по параметру, в качестве которого может быть выбран параметр нагрузки или характерные смещения в статических задачах, время в динамических задачах, или наилучший параметр продолжения решения [1-3] в тех и других случаях. Это позволяет избежать ряд проблем, возникающих в традиционных алгоритмах с использованием лагранжевых координат и связанных с существенными искажениями разностных или конечно-элементных сеток вплоть до их вырождения. В работе получены общие уравнения продолжения в переменных Эйлера для задач нелинейного деформирования твердых тел и конструкций, в том числе со сложной реологией. Использование эйлеровых координат позволяет строить решения этих уравнений с использованием простейших декартовых или полярных координатных сеток

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 553-565

Карнет Ю.Н.Никитин С.М.Никитина Е.А.Яновский Ю.Г.

Композиты на основе полимерных матриц и углеродно-силикатных нанонаполнителей. Квантово-механическое исследование механических свойств, прогнозирование эффекта усиления

Объектом настоящего исследования являлись композиты на основе полимерных (эластомерных) матриц и наноразмерных частиц углеродно-силикатных наполнителей (ингредиентов минерала шунгита), оценка их энергетических и прочностных характеристик. Цель работы — анализ структуры и механических свойств указанных объектов в рамках метода квантовой механики (из первых принципов), описание механизма усиления и оценка перспективности использования углеродно-силикатных наполнителей для получения материалов с улучшенными механическими свойствами. В работе было проведено моделирование структуры нанокластеров отдельных компонентов и адсорбционных комплексов композитов, описаны особенности структуры и свойств их пограничных слоев, проведен расчет наноскопических структурных и механических характеристик. Использовали приближение координаты микроскопической деформации и кластерный подход. Расчеты проводили в параллельном режиме на многопроцессорном кластере ИПРИМ РАН. Описаны механизмы, определяющие деформацию и трение в межфазных слоях подобных композитов, исследовано влияние строения и модификации поверхности компонентов на структуру и деформационные свойства композитов, предложен метод компьютерного подбора компонентов для улучшения (усиления) прочностных свойств подобных материалов.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 566-589

Мовчан А.А.Тант Зин Аунг

Анализ работы пружин из сплава с памятью формы в рамках модели нелинейного деформирования этих материалов

В рамках нелинейной модели деформирования сплавов с памятью формы (СПФ) при фазовых и структурных превращениях получено решение несвязной задачи о кручении цилиндрических стержней из СПФ в активных процессах прямого мартенситного превращения, мартенситной неупругости или сверхупругости. Решение применено для анализа процесса деформирования цилиндрических или конических пружин смещения, выполненных из СПФ. Показано, что в рамках используемой модели крутящий момент для стержня и осевая сила для пружин смещения из СПФ имеют предельные значения, для которых найдены явные выражения в квадратурах. Получены графики зависимостей крутки от крутящего момента для круглого стержня из СПФ, а также осевого смещения от действующей осевой силы для цилиндрических или конических пружин из СПФ.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 590-599

Анохина Н.Ю.Люкшин Б.А.Люкшин П.А.Матолыгина Н.Ю.

Компьютерное конструирование наполненной полимерной композиции с требуемыми деформационно-прочностными свойствами

Решение задачи строится в постановке, предполагающей выполнение требований к материалу одновременно по нескольким деформационно-прочностным характеристикам. В качестве управляющих параметров принимаются рецептурные характеристики дисперсно наполненной полимерной композиции: степень наполнения композиции компактными армирующими включениями, средний размер включений, уровень адгезионного взаимодействия. Требования к заданным деформационно-прочностным свойствам задаются в виде некоторого интервала, в который они должны попасть. Решение строится путем построения в пространстве состояний поверхностей отклика, отражающих зависимость каждого из задаваемых свойств от управляющих параметров. Заданный для каждой характеристики интервал отражается на поверхности в виде двух линий уровня, отвечающих максимальному и минимальному значению, а их проекции на плоскость управляющих параметров ограничивают область, в которую должны попасть значения соответствующих параметров. Пересечения таких областей определяют набор управляющих параметров, придающих композиции заданные эффективные свойства.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 600-609

Белов П.А.Лурье С.А.

Континуальная теория адгезионных взаимодействий поврежденных сред

Целью настоящей работы является формулировка модели среды с полями сохраняющихся дислокаций, позволяющей в рамках единой модели описать как адгезионные всзаимодействия, свойственные непрерывной сплошной среде без дислокаций, названной адгезией идеальной поверхности, так и адгезионные взаимодействия, существование которых обусловлено наличием полей дислокаций, названной адгезией поврежденной дислокациями поверхности. В работе использован «кинематический» вариационный подход к построению моделей сплошных сред с обобщенной кинематикой. Осуществлен последовательный учет кинематических связей в 3D, 2D и 1D, отражающих требование непрерывности перемещений, существование полей дислокаций соответственно в 3D, 2D и 1D. Приведена вариационная постановка, получены уравнения Эйлера и соответствующий спектр краевых задач. Последовательный учет кинематических связей позволил получить одинаковые структуры плотностей потенциальной энергии в объеме и на поверхности. Дальнейшее их исследование привело к определению понятий супермодулей, «поврежденности» и «разрыхления» как в 3D, так и в 2D. Доказана теорема Клапейрона для дефектной среды. Доказана теорема, обобщающая критерий Гриффитса устойчивости трещины.

 > Том 15 > №4 / 2009 / Страницы: 610-629