Предложена модель ортогонально армированной среды, связующее которой является ортотропным материалом, а волокна всех семейств обладают свойством трансверсальной изотропии, и позволяющей определять эффективные термомеханические характеристики гибридного композита. Проведено сравнение экспериментальных данных с расчетными значениями эффективных жесткостей, коэффициентов линейного температурного расширения и прочностных характеристик перекрестно армированных бороалюминиевых композиций, органопластика, эпоксиборовокнитов и гибридных композитов при различных плотностях армирования и углах ориентации волокон, полученных (значений) на основе нитяной модели, модели с одномерными волокнами и разных структурных моделей с «пространственными» волокнами, учитывающих сложное напряженное состояние в арматуре.

Предложен подход (ab initio) для оценки теоретической прочности межфазных слоев адсорбционных комплексов композитных сред, включающих полимерную матрицу и ультрадисперсный активный наполнитель. Подбор потенциалов, описывающих энергию взаимодействия компонентов среды в межфазном слое базировался на квантово-механическом моделировании, что позволило учитывать физико-химическую природу контактирующих поверхностей. Квантово-механическое моделирование проводилось в рамках кластерного подхода в приближении микроскопического трения и растяжения. Вычислены энергии взаимодействия в адсорбционном комплексе «молекулы полимера — углеродный кластер» в зависимости от их взаиморасположения. На основе этих результатов предложены аппроксимирующие зависимости для потенциалов, необходимых для расчета параметров, описывающих энергию взаимодействия в макроконтинуальной среде.

В задаче о деформации осевого сдвига и коаксиального кручения полого цилиндра круговой формы моделируется поведение эластичных амортизаторов, которые находят широкое применение в подвесках различных узлов современных транспортных средств. Деформация коаксиального кручения (закручивания) полого цилиндра из однородного материала рассматривается в монографии [1]. В случае так называемого «полулинейного» материала задача сведена к системе двух трансцендентных уравнений относительно эйлеровых радиальной и окружной координат в деформируемой конфигурации. В [2] приведено точное аналитическое решение задачи закручивания цилиндра из несжимаемого материала на основе использования наиболее простой однопараметрической формы упругого потенциала. Деформация осевого сдвига цилиндра нашла свое исследование в [3]. В работе представлены основные соотношения данной деформации цилиндрического тела из несжимаемого эластомерного материала. Задачи осевого сдвига и коаксиального кручения также получили свое решение в [4] на основе принятия ограничений, по сути моделирующих условия работы несжимаемого материала. Объединение в нелинейной теории упругости деформаций закручивания с деформациями осевого сдвига круглых цилиндров из однородного материала рассмотрено в работах [5,6]. При этом материал предполагается несжимаемым, что позволило в итоге поставленную задачу свести к проблематике (нелинейных) алгебраических уравнений. Для армированных волокнами (нитями) цилиндров указанные деформации свое исследование, видимо, еще не получили. В настоящей статье представляем моделирование осевого сдвига и закручивания полых цилиндров из слабоармированного нитями сжимаемого или слабосжимаемого эластомерного материала в условиях цилиндрически симметричной деформации. При этом указанные виды деформации цилиндра могут сочетаться с деформациями растяжения и раздувания. Применяется модель армированного материала, которая обосновывается в [7]. Нити при малой плотности расположения заменяются их осевыми линиями, наделенными соответствующими механическими характеристиками. Макроскопические напряжения определяются как аддитивно обусловленные напряжениями в матрице и усилиями одноосного растяжения или стесненного сжатия нитей арматуры. На основе полученных уравнений и решения соответствующих краевых задач исследуется деформация осевого сдвига и закручивания эластичных цилиндров в отсутствии и при наличии нитей радиальной системы армирования.

Предложена математическая модель, позволяющая в рамках механики сплошной среды рассчитывать напряженно-деформированное состояние и разрушение в хрупких материалах при неоднократных ударных нагрузках. Методом компьютерного моделирования исследованы процессы деформирования и разрушения сферических частиц из карбида бора при неоднократном ударе по жесткому препятствию под различными углами встречи и моделей железобетонных колонн при повторном торцевом ударе. Проведено сравнение данных математического моделирования с результатами испытаний моделей железобетонных колонн на копровой установке.

Развитый метод анализа возбуждения множественных дилатонных зон в механически нагружаемых образцах материалов применён к оценке реальных механических свойств однонаправленных стеклопластиков при статических и высокоскоростных динамических нагрузках. Динамические свойства образцов определены по схеме 3-точечного изгиба и скорости деформации 7,3^.10³ с^-1. Испытаниям подвергнуты стекловолокнистые композиты с эпоксифенольной матрицей и с варьируемыми массовыми содержаниями наполнителя. Межфазные адгезионные характеристики в образцах, отформованных по единому технологическому режиму, варьировались с помощью четырёх типов аппретов с различными функциональными группами. Результаты испытаний свидетельствуют, что параметры оптимальных статических и динамических свойств исследованных стеклопластиков во всех случаях анализа практически не совпадают и весьма зависят от типа применённого аппрета.

Акустическим резонансным методом с применением пьезокварцевого резонатора измерены эффективные модули сдвига жидкостей и их зависимость от степени чистоты поверхности кристалла. В качестве критерия чистоты поверхности принят коэффициент статического трения, для измерения которого применен трибометр конструкции Дерягина-Лазарева. Применены различные методы обработки поверхности, которые дали широкий спектр коэффициентов трения. При максимальном значении коэффициента трения колеблющаяся поверхность пьезокварца полностью смачивается жидкостью и эффективное значение модуля сдвига жидкости наибольшее.

С использованием динамического анализатора полимеров RPA2000 проведена оценка упруго-гистерезисных характеристик динамически вулканизованных термоэластопластов (ДТЭП) в зависимости от рецептурно-технологических параметров их получения. Установлено, что данные, полученные на RPA2000 в режиме экспресс-метода, коррелируют со структурными и физико-механическими характеристиками ДТЭП и могут быть использованы для прогнозирования свойств композиций.

Рассмотрены вопросы прогнозирования статической, динамической и усталостной прочности изделий, изготовленных из однонаправленно армированных стеклопластиковых стержней. Основываясь на предельной деформации при разрушении стекловолокна, правиле смесей и экспериментальных данных, оценивается влияние снижающих прочностные показатели технологических факторов. В качестве инженерного подхода предложено эмпирическое выражение для учёта влияния температуры на прочностные показатели изделий из стеклопластика. Показано, что при статическом нагружении в исследованных узлах соединения стержней с металлическими оконцевателями реализуются от 40 до 60 % ресурса прочности стеклопластика. Приведены выражения для прогнозирования влияния длительности действия нагрузки на прочность изделий из однонаправленно армированного стеклопластика. Представлены результаты испытаний при растяжении циклически изменяющейся нагрузкой двух типов соединений стеклопластиковых стержней с металлическими оконцевателями. Предложены выражения, которые позволяют оценить влияние на прочность количества циклов нагружения и параметров изменения нагрузки.

Изучено влияние молекулярной массы поливинилхлорида (ПВХ), содержания пластификатора и наполнителя на прочность ПВХ-пластикатов.

Рассмотрены задачи дифракции нестационарных акустических волн на неоднородном трансверсально-изотропном сферическом включении. Использование аналитических решений для акустической среды в сферической системе координат позволяет свести исходную задачу к интегрированию начально-краевой задачи для гиперболической системы первого порядка со специальным типом граничных условий, содержащих интегральные операторы типа свертки по временной координате. Для решения полученной начально-краевой задачи используется схема типа Куранта-Изаксона-Риса [1]. Приведено решение задачи для сферы, жесткостные параметры которой изменяются по степенному закону.

Процессы фазовых превращений в сплавах с памятью формы (СПФ) представляют собой взаимосвязанные явления теплопередачи, диссипации, латентного выделения (поглощения) тепла, фазовых превращений, упругого, теплового и фазового деформирования. Математическое моделирование таких процессов представляет собой крайне сложную задачу. В данной работе получено численное решение полностью связанной задачи для стержня с недеформируемым поперечным сечением и пластины, нагруженной растягивающей или сжимающей нагрузкой.

Известно, что тонкостенные элементы из сплавов с памятью формы (СПФ), находящиеся в условиях сжимающих напряжений, оказываются весьма склонными к потере устойчивости при термоупругих мартенситных фазовых превращениях. Соответствующие критические характеристики могут иметь значительно более низкие значения, чем аналогичные критические характеристики изотермической потери устойчивости рассматриваемых элементов из СПФ даже в наименее жестком — мартенситном состоянии материала. Это подтверждено как в экспериментальных исследованиях [1], так и в теоретических работах [1-7]. Однако тонкостенные элементы теряют устойчивость и при других видах нагружения, например, применительно к пластине — при сдвиге [8]. В настоящей статье как раз изучена потеря устойчивости прямоугольной пластины из СПФ, находящейся в условиях сдвига, вызванная прямым или обратным фазовыми превращениями.