Полные тексты статей
https://elibrary.ru/contents.asp?id=33987786

Афанасьев А.В.Дудченко А.А.Нгуен Д.К.Рабинский Л.Н.Соляев Ю.О.

Моделирование влияния параметров вискеризации волокон на остаточное напряженно-деформирванное состояние слоистых композитов

В работе предложена методика расчета остаточных напряжений и деформаций плоских панелей, выполненных из полимерных композитов с наномодифицированными вискеризованными волокнами. Для расчетов эффективных свойств монослоя с учетом влияния параметров вискеризации привлекается подход, основанный на решении задачи о многослойном цилиндрическом включении. Свойства межфазной зоны определялись на основе модели эллиптических хаотически-ориентированных включений. Остаточные напряжения в панели определяются с использованием классической модели термоупругости слоистых композитов. В качестве примера рассмотрена задача об определении остаточных напряжений, деформаций и кривизн в пластине из углепластика, армированного вискеризованными волокнами, на поверхности которых выращены углеродные нанотрубки. Проведенные расчеты показывают возможность, практически, полного исключения остаточных напряжений и деформаций в материалах с различными схемами армирования. Показано, что на основе предложенной модели возможно прогнозировать оптимальные варианты вискеризации, которые позволяют снизить анизотропию коэффициентов температурного расширения композита.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 333-342

Герасимов А.В.Пашков С.В.

Численное моделирование защиты от высокоскоростных удлиненных ударников

Создание надежной системы защиты преград требует исследования различных способов противодействия высокоскоростным удлиненным ударникам. В работе рассматривается взаимодействие ударников с метаемыми взрывом им навстречу системами гладких, композитных (слои вольфрамового сплава и керамика) и ребристых пластин, различными комбинациями стержней из ряда материалов. При контакте стержни и ударник образуют крестообразную конфигурацию. Деформация и разрушение ударников снижает их проникающую способность и возможность пробития корпуса защищаемого объекта. На втором этапе решения задачи рассматривается столкновение образовавшихся остатков стержней с защищаемыми преградами.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 343-353

Аскаров М.А.Ёриев О.М.Набиев А.Н.

Исследование физико-механических свойств наполненных полианилиновых композиционных сорбционных материалов

Исследованы физико-механические свойства полианилиновых композиционных сорбционных материалов с добавками Нуратинского бентонита. Изучены механико-технологические процессы получения и свойства полианилиновых сорбентов, используемых для очистки промышленных сточных вод и отходящих газов. Определено оптимальное технологическое массовое соотношение ингредиентов полианилинового композита.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 354-363

Дмитриев В.Г.Егорова О.В.Рабинский Л.Н.Роффе А.И.

Особенности построения консервативных разностных схем в нелинейных задачах механики многосвязных оболочек из композиционных материалов

В настоящей работе рассматривается особенности построения консервативных разностных схем, позволяющих в рамках геометрически нелинейных соотношений модели Тимошенко при дискретизации методом конечных разностей в сочетании с квазидинамической формой метода установления исследовать процессы деформирования пластин и оболочек из композиционных материалов с вырезами различной формы.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 364-374

Жигун В.И.Павелко И.В.

Оценка прочности углерод-углеродных композитов при поперечном изгибе и при сдвиге

Исследовано поведение композитов, изготовленных на основе углеродных волокон и углеродной матрицы при нагружении на поперечный изгиб и на сдвиг. Оценено влияние отношения длины пролёта к толщине образца на значения максимальных нормальных напряжений при разрушении композитов при поперечном изгибе. Установлены пределы значений данного параметра, при которых их изменение не влияет на определяемые значения максимальных напряжений при разрушении композитов. Показано, что требования стандартов, разработанных для определения предела прочности при поперечном изгибе композитов с полимерной матрицей, не во всём приемлемы для УУК. Дан краткий анализ методов определения предела прочности при сдвиге композитов с полимерной матрицей. Отмечены причины, ограничивающие их использование для УУК. Предложены методы испытания на сдвиг УУК, позволяющие получать разрушение образцов от сдвига в расчётном сечении. При этом значения предела прочности при сдвиге не зависят от изменения размеров образцов в исследуемом их диапазоне. Для случая испытания на сдвиг призматических образцов исследован характер распределения напряжений по сечению образца.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 375-388

Повышев И.А.Сметанников О.Ю.Цепенников М.В.

Численная модель разрушения конструкций из тканых перфорированных композиционных материалов

В статье рассматривается методика моделирования разрушения перфорированного композиционного материала используемого в конструкции авиационных двигателей. Приводится методика получения эффективных упругих и прочностных свойств перфорированного композиционного материала. Анализируется зависимость полученных свойств от величины характерного размера элемента, и вводятся соответствующие поправки. Полученные эффективные свойства сравниваются с экспериментальными данными.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 389-402

Черноус Д.А.Шилько С.В.

Модифицированная модель такаянаги деформирования дисперсно-наполненных композитов. Ч.4. Гиперупругость и пластическое течение

Предложена модификация модели Такаянаги, позволяющая анализировать одноосное напряженное состояние дисперсно-наполненного композита в условиях нелинейного деформирования, обусловленного гиперупругостью либо пластическим течением. Рассмотрены варианты модели для сферических и кубических армирующих включений. В частности, получены расчетные зависимости осевого напряжения от продольной деформации для полиметилметакрилата, наполненного частицами окиси алюминия, при температуре 180 0С и углепластика на основе политетрафторэтилена при температуре 20 0С. Результаты моделирования сопоставлены с экспериментальными диаграммами растяжения и сжатия.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 403-413

Козлов Г.В.Магомедов Г.М.Яновский Ю.Г.Яхьяева Х.Ш.

Синергетика процессов агрегации и межфазных явлений в наноструктурированных композитах полипропилен/ карбонат кальция

Исследовано формирование агрегатов дисперсных наночастиц в полимерных наноструктурированных композитах. Показано, что этот процесс подчиняется законам синергетики. Указанные агрегаты формируются репликативным механизмом воспроизведения структуры. Аналогичные закономерности справедливы и для межфазных областей, поэтому методы синергетики позволяют прогнозирование структурных характеристик нанокомпозитов.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 414-422

Данилин А.Н.Карнет Ю.Н.Семёнов Н.А.Шклярчук Ф.Н.Юмашев О.Б.Яновский Ю.Г.

Моделирование гистерезиса энергорассеяния гасителя пляски проводов ЛЭП

Исследуются динамические характеристики гасителей пляски проводов ЛЭП — низкочастотных колебаний в диапазоне от 0,2-0,6 Гц. Разработана математическая модель гистерезиса энергорассеяния в условиях нестационарных колебаний гасителя с целью определения геометрических, массовых и упругих параметров конструкции. Для описания гистерезиса предлагается кинематическая модель, согласно которой силовые и кинематические параметры гасителя связываются специальным дифференциальным уравнением первого порядка, коэффициенты которого определяются по экспериментальным данным для предельного гистерезисного цикла.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 423-433

Землякова Н.В.Ламзин Д.А.

Эволюция фазовых превращений в алюминиевом сплаве 1421 после динамической деформации

В настоящей работе представлены результаты исследования механических свойств и структуры алюминиевого сплава 1421 после испытаний на сжатие при скорости деформации 3÷6х10 с -1. Изучено влияние размера зерна и микроструктуры на динамические свойства.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 434-441

Баранов А.В.Дахин О.Х.

Неизотермическое формование композитных изделий с пропиткой пористого слоя

Исследуется неизотермическое заполнение плоской полости ньютоновской жидкостью с одновременной двумерной пропиткой пористого (усиливающего) слоя. Течение в полости описывается безынерцонными уравнениями Навье-Стокса, в пористом слое — уравнением Дарси, а в области, прилегающей к границе жидкость — пористый слой, используется уравнение Бринкмана. Вязкость считается зависящей от температуры. Температурные поля в области канала и в проницаемом слое взаимосвязаны через сопряженные граничные условия четвертого рода.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 441-453

Саганов Е.Б.

Решение задачи о прямом мартенситном переходе в стержне из сплава с памятью формы, находящемся под действием постоянного крутящего момента

В работе решена задача о прямом фазовом переходе (ФП) под действием постоянного крутящего момента для стрежней сплошного круглого поперечного сечения из сплава с памятью (СПФ) в рамках нелинейной модели деформирования СПФ при фазовых и структурных превращениях. Анализ выполнен как в несвязанной с учетом упругих деформаций, так и в однократно связной постановках. Приведены эпюры безразмерных напряжений для различных этапов охлаждения стрежня. Получена графическая зависимость безразмерной крутки от объемной доли мартенситной фазы и безразмерного параметра температуры для различных значений безразмерного крутящего момента.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 454-468

Янковский А.П.

Анализ ползучести армированных балок-стенок из нелинейно-наследственных материалов в рамках второго варианта теории Тимошенко

На основе второго варианта теории Тимошенко с привлечением идеи метода шагов по времени в дискретные моменты времени сформулирована задача неупругого деформирования продольно-армированных балок-стенок с учетом их ослабленного сопротивления поперечному сдвигу. Механическое поведение материалов фаз композитных балок описывается нелинейно-наследственной теорией ползучести Ю. Н. Работнова. Исследовано механическое поведение шарнирно опертых балок, показавшее, что применение классической теории Бернулли к расчету неупругого изгиба относительно высоких армированных балок приводит к предсказанию неоправданно заниженной их податливости. Проведенные расчеты продемонстрировали наличие в связующем таких балок значительных неупругих деформаций поперечных сдвигов, которые активно развиваются в течение времени и учет которых обязателен.

 > Том 20 > №3 / 2014 / Страницы: 469-489