Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=34060589

Калмыков П.Н.Колчев С.В.Лапичев Н.В.Михайлов И.А.Мягков Н.Н.Номаконова В.Н.Сальников А.В.Шумихин Т.А.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРАГМЕНТАЦИИ СФЕРИЧЕСКИХ АЛЮМИНИЕВЫХ УДАРНИКОВ НА СТАЛЬНЫХ СЕТОЧНЫХ ЭКРАНАХ ПРИ СКОРОСТЯХ 5…7 КМ/С

В статье приведены результаты экспериментальных исследований фрагментации ударников диаметром 6.35 мм из алюминиевого сплава на стальных сетках с апертурой 2.0 мм и диаметрами проволок 0.5, 0.6 и 1.0 мм в условиях вакуума при скоростях соударения 5…7 км/с, моделирующих воздействие частиц космического мусора на сеточную экранную защиту космического аппарата. Разгон ударников производился с использованием двухступенчатой легкогазовой пушки. Для регистрации состояния ударника перед соударением с сеточным экраном и процесса его фрагментации использована рентгеновская съемка. Параметры облака фрагментов ударника регистрировались, также, с помощью толстой пластины-свидетеля из сплава АМг6, размещаемой за сеточным экраном. Результаты исследований сравниваются с аналогичными экспериментами, выполненными при скоростях соударения около 3,4 км/сек [1,2]. Отмечены особенности морфологии облака фрагментов и дано прямое экспериментальное доказательство существования кумулятивного эффекта, предсказанного в работе [2].

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 3-20

Паньков А.А.

МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЕ ПОЛИДИСПЕРСНЫЕ ОДНОНАПРАВЛЕННО ВОЛОКНИСТЫЕ НАМАГНИЧЕННЫЕ СТРУКТУРЫ

Предложена двухуровневая структурная модель магнитодеформационного эффекта волокнистого стержня под воздействием внешнего квазистатического магнитного поля и получены новые точные аналитические решения для возникающих магнитоупругих полей на микро и макро уровнях на основе обобщения известных полидисперсных моделей механики композитов на новый класс задач магнитоуправляемых эластомеров с ориентировано намагниченными волокнами. Даны новые аналитические решения для эффективной остаточной намагниченности и для деформационного поля в эластомере составной цилиндрической ячейки композита от действия на волокно вращающего магнитного момента. Проведен анализ влияния объемной доли намагниченных волокон на крутильную деформативность композитного стержня во внешнем магнитном поле. Установлен немонотонный характер этой зависимости, определены оптимальные значения объемной доли волокон и сделан вывод о необходимости выбора эластомера с высокой магнитной проницаемостью и малой жесткостью на растяжение. Определены координаты макроточек полого стержня и внутренние (в макроточках) локальные координаты точек межфазной поверхности волокна c максимальными значениями окружных касательных напряжений для случая высоко магнитопроницаемого эластомера и жестких волокон. Проведен анализ влияния относительного размера полости стержня и величины объемной доли жестких волокон на максимальные значения межфазных касательных напряжений: установлен немонотонный характер этой зависимости и определены значения объемной доли волокон, при которых достигаются наименьшие значения максимальных напряжений.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 21-34

Джагангиров А.А.

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ КОЛЬЦЕВОЙ ТРЕХСЛОЙНОЙ ВОЛОКНИСТОЙ КОМПОЗИТНОЙ ПЛАСТИНКИ, СВОБОДНО ОПЕРТОЙ ПО ВНУТРЕННЕЙ И ЗАЩЕМЛЕННОЙ ПО ВНЕШНЕЙ КРОМКАМ

Исследуется несущая способность трехслойной кольцевой пластинки свободно опертой по внутреннему и защемленной по внешнему контурам, покрытой с лицевых сторон тонкими слоями, средний слой которой армирован волокнами. Предполагается, что материалы матрицы, волокон и покрытий являются идеально-пластическими без упрочнения, причем их свойства различны при растяжении и сжатии, а волокна и покрытие настолько тонкие, что их поперечными размерами можно пренебречь. Контакт между матрицей с покрытиями, и с волокнами считается идеальным. Показано, что пластинки разбиваются на пять кольцевых зон, в каждой из которых реализуется различные пластические состояния. Определены статические поля моментов и кинематические поля скоростей прогибов, найдены уравнения для неизвестных радиусов, разделяющих различные пластические зоны, а также уравнения для определения опорной реакции и предельной нагрузки в случае равномерно распределенной поперечной нагрузки.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 35-46

Кержаев А.П.Коваленко М.Д.Меньшова И.В.

МЕТОД НАЧАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ И ИНТЕГРАЛЬНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ В КРАЕВОЙ ЗАДАЧЕ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ ДЛЯ БЕСКОНЕЧНОЙ ПОЛОСЫ

В 50-е годы прошлого века двумя выдающимися учеными-механиками Василием Захаровичем Власовым и Анатолием Исааковичем Лурье независимо был предложен метод сведения решений дифференциальных уравнений в частных производных к решению обыкновенных дифференциальных уравнений бесконечного порядка, позже получивший название метод начальных функций (МНФ). В своем завершенном виде МНФ изложен в книге В.В. Власова [1]. МНФ очень удобен при решении различных краевых задач, поскольку большая часть промежуточных выкладок оказывается уже выполненной и включенной в операторы метода. МНФ широко применялся и применяется в инженерных расчетах (см., например, ссылки в [1]). Развитию и обобщению МНФ посвящены несколько оригинальных работ, в частности, уникальная работа Агарёва В.А. [2]. В этой статье МНФ, записанный в пространстве преобразований Фурье, применяется к решению краевой задачи для бесконечной полосы. Окончательные формулы для напряжений и перемещений могут быть представлены, как в виде несобственных интегралов, обратных преобразований Фурье, так и по теореме о вычетах в виде рядов по функциям Фадля-Папковича. Последнее представление затем удобно использовать при решении краевых задач в полуполосе или в прямоугольнике, накладывая на решение в бесконечной полосе соответствующее решение для полуполосы (прямоугольника) с однородными граничными условиями на сторонах [3,4]. Метод решения краевых задач теории упругости для бесконечной полосы с помощью интегрального преобразования Фурье хорошо известен [5]. Использование аппарата МНФ в пространстве преобразований Фурье позволяет, в отличие от [5], сделать схему решения краевой задачи формально не зависящей от вида граничных условий на продольных сторонах полосы (напряжения, перемещения или граничные условия смешанного типа, но без точек смены типа граничных условий). Операторы МНФ в пространстве преобразований Фурье представляют собой алгебраические выражения, которые удобно использовать в символьных преобразованиях MathCad. Поэтому в краевых задачах типа многослойных пластин с различными физико-механическими характеристиками, пластин с большими наборами продольных ребер жесткости и т.п. предлагаемый аппарат, опирающийся на символьную математику MathCad, чрезвычайно удобен, а иногда просто незаменим. В статье на конкретных примерах подробно разобрана, зачастую весьма нетривиальная, техника выделения особенностей в подынтегральных выражениях, а также техника представления решений в виде рядов по функциям Фадля-Папковича.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 47-64

Куперман Ф.Е.

К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМЕ УСИЛЕНИЯ КАУЧУКОВ ТЕХУГЛЕРОДОМ

Рассмотрены экспериментальные данные и классические представления об усилении каучуков активными наполнителями. Рассмотренные результаты показывают, что в основе усиления лежит связь полимера с поверхностью частиц наполнителя независимо от идеи «псевдостеклования».

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 65-82

Казарина С.А.Мовчан А.А.Сильченко А.Л.

ДИАГРАММЫ МАРТЕНСИТНОЙ НЕУПРУГОСТИ НИКЕЛИДА ТИТАНА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ, СЖАТИИ И СЖАТИИ ПОСЛЕ РАСТЯЖЕНИЯ

Проведены эксперименты по одноосному растяжению и одноосному сжатию образцов круглого поперечного сечения из никелида титана, находящегося в полностью мартенситном фазовом состоянии, а также испытания на одноосное сжатие образцов, материал которых был подвергнут предварительному растяжению до различных степеней деформации. Результаты испытаний на растяжение сравниваются с аналогичными данными для образцов из плющинки (материал тот же). Исследованы вопросы о форме диаграмм растяжения и сжатия и влиянии величины предварительной деформации растяжения на форму диаграммы последующего сжатия, что важно для описания изотропного и трансляционного упрочнения сплава с памятью формы.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 83-93

Басистов Ю.А.Яновский Ю.Г.

НЕЙРОСЕТЕВОЙ КОНТРОЛЛЕР С ПРЕДСКАЗАНИЕМ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

В работе рассматривается задача применения нейронных сетей в системе управления технологическими процессами в производстве вязкоупругих сред. Приводятся классические методы управления, их недостатки и рассматриваются нейросетевые методы управления. В качестве примера решается задача управления концентрацией продукта на выходе каталитического реактора с помощью двухслойной нейронной сети прямого распространения. Критерием качества оптимального управления выбран алгоритм с предсказанием, когда нейронная сеть предсказывает реакцию объекта управления на определённом интервале времени в будущем. Приведены графики ошибок обучения и тестирования нейросетевой модели каталитического реактора. Приведены графики сравнения целевого и выходного сигналов в системе управления. Сделан вывод о том, что система управления на основе нейронной сети с алгоритмом предсказания можно использовать для управления концентрацией продукта на выходе каталитического реактора.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 94-105

Волков Е.Н.Данилкин Е.В.Недбай А.Я.

ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ, ПОДКРЕПЛЕННОЙ УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ, ПРИ ДЕЙСТВИИ ВНЕШНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Исследуется динамическая устойчивость цилиндрической ортотропной оболочки, подкрепленной упругими связями (пружинами), при действии гармонически изменяющегося внешнего давления. По длине оболочки пружины расположены в несколько рядов, а по окружности — симметрично относительно вертикального диаметра. Решение дифференциальных уравнений ищется в виде тригонометрических рядов. В результате задача сводится к системе алгебраических уравнений относительно радиальных перемещений оболочки в местах установки пружин. Для равномерно расположенных одинаковых пружин решение получено в явном виде. На числовом примере показано влияние жесткости пружин на границы областей неустойчивости.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 106-113

Янковский А.П.

УТОЧНЕНИЕ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ГРАНИЦ ЭФФЕКТИВНЫХ ЖЕСТКОСТЕЙ РЕБРИСТО-АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИТНЫХ СРЕД

Предложены две уточненные структурные модели термоупругого поведения ребристо-армированной композитной среды при общей анизотропии материалов компонентов композиции. В качестве критериев эквивалентности ребристо-армированной композиции фиктивному однородному анизотропному материалу использованы равенства в них удельной свободной энергии и удельной термодинамической энергии Гиббса, что позволяет определить верхнюю и нижнюю границы эффективных жесткостей композитного материала. Проведена верификация этих моделей путем сравнения эффективных упругих постоянных пенопластмассовой среды, армированной в виде сотовых ячеек, с результатами эталонных расчетов, выполненных на основе конечно-элементного моделирования, а также путем сравнения аналогичных величин для легкого сотового заполнителя с результатами натурного эксперимента. Показано, что уточненные нижние оценки эффективных жесткостей лучше согласуются с экспериментальными данными и эталонными расчетами, чем расчетные значения этих же величин, определенные на базе других структурных моделей.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 114-134

Николаев А.Г.Танчик Е.А.

МОДЕЛЬ УПРУГОГО СОСТОЯНИЯ СОСТАВНОГО ЦИЛИНДРА, ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА КОТОРОГО ОБРАЗУЮТ ГЕКСАГОНАЛЬНУЮ СТРУКТУРУ

Рассматривается цилиндрический образец упругого материала с двадцатью четырьмя цилиндрическими включениями, образующими гексагональную структуру. К образцу приложена кусочно-постоянная нормальная нагрузка, а волокна находятся в условиях идеального контакта с матрицей. Граничные условия задачи удовлетворяются точно при помощи обобщенного метода Фурье. Задача сведена к бесконечной системе линейных алгебраических уравнений, которая решается численно методом редукции. Приведен анализ распределения напряжений в зонах их наибольшей концентрации.

 > Том 21 > № 1 / 2015 / Страницы: 135-147