Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33945653

Дворник М.И.Михайленко Е.А.

Моделирование процесса распространения трещины в субмикронных и наноструктурных твердых сплавах

Изучен процесс распространения трещины от исходной поры в модельных микроструктурах субмикронных и наноструктурных вольфрамокобальтовых твердых сплавов с разной объемной долей кобальтовой фазы и определены их прочности. Критерием распространения трещины через карбидные зерна и кобальтовые прослойки было соответствие скорости высвобождения энергии вязкости компонента. Для расчета скорости высвобождения энергии проведено моделирование напряженного состояния методом конечных элементов. Показано, что напряжения, необходимые для продвижения трещины, достигают максимального значения, когда трещина после разрушения карбида вольфрама достигает середины прослойки кобальта.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 3-15

Коротков А.В.Куликов Ю.А.

Вынужденные параметрические колебания криволинейных композитных труб с начальными технологическими несовершенствами.

С учётом начальных технологических несовершенств, приобретаемых в процессе непрерывной силовой намотки волокон или армированной ленты, рассмотрены упругие колебания многослойных криволинейных композитных труб под действием пульсирующего внутреннего давления. На основании полубезмоментной теории анизотропных слоистых оболочек и уравнений Лагранжа второго рода построена разрешающая система связанных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами жёсткости. Как частный случай получено решение статической задачи. Исследован предельный переход к тонкостенной прямолинейной трубе. Показано, что решения частных задач согласуются с классическими решениями. Рассмотрено поведение криволинейной композитной трубы как связанной оболочечно-стержневой динамической системы с двумя степенями свободы. С учётом начальных овальности и разнотолщинности стенки исследовано напряжённое состояние. В зависимости от длины трубы выполнен анализ парциальных и собственных частот. Построены амплитудно-частотные характеристики. Исследовано влияние параметрических воздействий на расчётные значения амплитуд.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 16-33

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

Оценки эффекта усиления при наполнении эпоксидных связующих наноразмерными частицами различной природы (компьютерные прогнозы)

В рамках квантово-механического (КМ) подхода исследованы механизмы взаимодействия эпоксидной матрицы с поверхностью частиц различных усиливающих наноразмерных наполнителей (алюминия, окиси алюминия, шунгита и двух его основных составляющих — аморфного углерода и силиката, графена, оксида графена, фуллерена и углеродных нанотрубок (УНТ)). Энергетические и прочностные характеристики межфазных слоев наполненных эпоксидных клеев рассчитывали в вычислительных экспериментах в рамках кластерного метода и подхода микроскопической координаты трения, реализованных в оригинальном пакете квантово-механических программ NDDO/sp-spd. Проведен компьютерный подбор модификации компонентов эпоксидных композиций для улучшения их механических и прочностных свойств. На основе проведенного компьютерного моделирования были даны рекомендации по использованию и модификации оптимальных усиливающих наполнителей эпоксидных связующих.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 34-57

Беспалов В.А.Глебова М.А.Гоцелюк Т.Б.Гришин В.И.

Исследование критериев разрушения композиционных образцов с концентраторами напряжений при сжатии

Получены экспериментальные данные о прочности композиционных образцов с концентраторами напряжений, методом конечных элементов исследовано их напряжённое состояние. Уровень разрушающих нагрузок и характер разрушения образцов в эксперименте сопоставлен с расчётным полем напряжений в зоне критических отверстий и расчётными характеристиками прочности композиционного материала пластин, определявших прочность образцов. Предложены критерии для определения прочности композитных деталей с концентраторами напряжений при их сжатии.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 58-86

Кузнецова Е.Л.Формалев В.Ф.

Исследование теплопереноса в нелинейном анизотропном пространстве в условиях импульсного нагрева

На основе аналитического решения задачи об импульсном нагреве анизотропного пространства, компоненты тензора теплопроводности которого зависят от температуры, исследуется нестационарный теплоперенос, который, как оказалось, носит волновой характер. Фронты бегущей тепловой волны в анизотропном пространстве являются эллипсами, геометрические характеристики которых в существенной степени зависят от отношения главных компонентов тензора теплопроводности и от степени нелинейности анизотропного пространства. Решение получено путем введения цепочки автомодельных переменных. Полученные результаты позволяют определить температурные поля в анизотропном теле в условиях лазерного облучения, различных химических источников тепла, воздействия низкоэнтропийных газодинамических струй на элементы конструкций летательных аппаратов и др.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 87-96

Головешкин В.А.Мягков Н.Н.

Модель фрагментации расширяющегося цилиндра

Предложена простая двумерная модель фрагментации быстро расширяющегося цилиндра в условиях вязкого поведения материала и плоской деформации. Модель позволяет оценить средний размер фрагмента и число фрагментов, образующихся в результате разрушения цилиндра. Сравнение с опубликованными экспериментальными данными по фрагментации алюминиевых колец и цилиндров дает хорошее согласие.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 97-103

Доан Ч.НФирсанов В.В.

Исследование статики и свободных колебаний цилиндрических оболочек на основе неклассической теории

На основе энергетически согласованного подхода получены уравнения движения ортотропной оболочки произвольной геометрии, напряженно-деформированное состояние (НДС) которой описывается уравнениями трехмерной теории упругости. Приведение трехмерных уравнений к двумерным осуществляется с помощью принципа возможных перемещений и разложения компонентов перемещений в полиномиальные ряды по нормальной к срединной поверхности оболочки координате. Формулируются модифицированные граничные условия для стандартных случаев крепления оболочки. В качестве примеров рассматриваются расчеты статического НДС и собственных колебаний круговой цилиндрической оболочки. Приводятся уравнения равновесия в перемещениях и краевые условия. Расчет НДС оболочки проводится с помощью преобразования Лапласа, при этом вдвое сокращается число произвольных постоянных при интегрировании системы дифференциальных уравнений задачи. Величины собственных частот определяются вариационным методом Бубнова-Галеркина. Анализируется влияние различных типов краевых условий оболочки на НДС и величину собственных частот. Проводится сравнение результатов расчетов собственных частот, полученных в данной работе, с вариантами классической теории Доннелла-Муштари, Гольденвейзера-Новожилова, а также трехмерной теории упругости. Полученные результаты могут быть использованы в расчетах и при испытаниях на прочность и долговечность авиационных и ракетно-космических конструкций, а также машиностроительных объектов различного назначения.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 104-123

Черноус Д.А.Шилько С.В.

Модифицированная модель Таканаяги деформирования дисперсно-наполненных композитов. Ч.3. Определение термовязкоупругих параметров полимерной матрицы

С целью уточненного описания дисперсно-армированных композитов рассматривается определение термовязкоупругих параметров полимерной матрицы. На примере политетрафторэтилена показано, что в температурном интервале 10 … 200 0С использование допущения о постоянстве энергии активации релаксационного процесса позволяет обеспечить более точные расчетные оценки комплексных динамических характеристик, чем при использовании уравнения Вильямса-Ланделла-Ферри.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 124-131

Бутенко Ю.И.Каюмов Р.А.Шакирзянов Ф.Р.

Краевые эффекты (погранслои) в однослойных полосах из ортотропного материала

В статье рассматривается задача плоского напряженного состояния по определению напряженно-деформированного состояния у края однослойной полосы из ортотропного материала при приложении на торце самоуравновешенной нагрузки (эффект Сен-Венана, краевой эффект, погранслой). Показано, что для полос из ортотропных материалов погранслой проникает вглубь полосы значительно дальше, чем в случае из изотропных материалов. Практические трудности вычисления НДС полосы из ортотропного материала связаны с тем, что характеристическое уравнение такой задачи имеет как действительные, так и комплексные корни, что затрудняет численную реализацию задачи. В работе предложен численный вариант реализации задачи, в котором удается получить достаточно хорошие результаты по определению НДС погранслоя при минимальном числе алгебраических уравнений, имеющих место при определении постоянных интегрирования задачи из выполнения статических краевых условий на торце полосы методом коллокаций. Приведены численные результаты.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 132-147

Данг Куанг ЗангТарлаковский Д.В.

Действие на границу упруго-пористого полупространства с касательной диафрагмой нестационарной нормальной осесиммеричной нагрузки

Рассматривается нестационарная осесимметричная задача о распространении возмущений в упруго-пористой полуплоскости под действием поверхностной нагрузки. Используется модель Био. Для решения применяются преобразования Ханкеля по радиусу цилиндрической системы координат и Лапласа по времени. Оригиналы находятся аналитически с использованием свойств этих преобразований. Приведены примеры расчета регулярных частей решения.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 148-158

Климов К.Ю.Мовчан А.А.

Аналог вязкопластических определяющих соотношений для описания реономных свойств сплавов с памятью формы

Для описания обнаруженных ранее экспериментально реономных свойств сплавов с памятью формы предложен аналог вязкопластической модели. Представлены результаты моделирования мягкого и жесткого монотонного нагружения, мягкого ступенчатого нагружения, нагружения с последующей разгрузкой, явления релаксации напряжений. Сформулированы ограничения на материальные функции, выполнение которых обеспечивает качественно правильное описание экспериментальных данных.

 > Том 20 > №1 / 2014 / Страницы: 159-176