COMPOSITES and NANOSTRUCTURES最新文献

{"title":"О способах идентификации нелинейного соотношения вязкоупругости Работнова по семейству кривых релаксации с учетом начальной стадии деформирования","authors":"А. В. Хохлов","doi":"10.36236/1999-7590-2022-14-2-60-84","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2022-14-2-60-84","url":null,"abstract":"Исследуется физически нелинейное определяющее соотношение Работнова для упруговязкопластичных материалов с двумя произвольными материальными функциями с целью определения комплекса моделируемых реологических эффектов, границ и индикаторов его области применимости, сфер влияния материальных функций и разработки процедур идентификации и верификации. Аналитически изучены общие свойства семейства порождаемых им кривых релаксации напряжения с произвольной монотонной начальной стадией деформирования и их зависимость от длительности и формы начальной стадии, уровня деформации и характеристик двух материальных функций. Исследованы интервалы монотонности и выпуклости кривых релаксации, поведение кривых в окрестности конечной точки начальной стадии, характер зависимости модуля релаксации от уровня деформации, отклонение кривых релаксации с разными законами деформирования на начальной стадии друг от друга, их асимптотика, затухание памяти, сходимость семейства кривых релаксации при стремлении длительности начальной стадии к нулю и факторы, влияющие на её скорость. Выведены двусторонние оценки отклонения кривых релаксации с начальной стадией от кривых релаксации при мгновенном нагружении, доказана сходимость этого отклонения к нулю при стремлении времени к бесконечности или длительности начальной стадии к нулю. Получены оценки\u0000для разности кривых релаксации с разными законами деформирования на начальной стадии (при одинаковых уровнях деформации и длительностях начальной стадии) через материальные функции и нормы отклонений программ деформирования друг от друга. Выявлен ряд характерных признаков, удобных для проверки по экспериментальным кривым релаксации, которые могут служить необходимыми условиями (индикаторами) применимости модели (или достаточными признаками неприменимости), намечены несколько способов идентификации определяющего соотношения по кривым релаксации материалов.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"384 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-06-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"117115939","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Двухпараметрическая модель разрушения тканевого стеклопластика с отверстиями при растяжении","authors":"Сергей Борисович Сапожников, А. В. Вербицкая","doi":"10.36236/1999-7590-2022-14-1-39-47","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2022-14-1-39-47","url":null,"abstract":"Полимерные композиты, армированные тканями, деформируются нелинейно даже при растяжении вдоль нитей основы или утка, что определяется регулярным переплетением нитей. Отмеченная нелинейность деформирования и нехрупкость разрушения существенно затрудняют расчётный анализ прочности таких материалов в присутствии концентраторов (отверстий и вырезов), поскольку в коммерческих пакетах, реализующих метод конечных элементов, нет стандартных нелинейных моделей деформирования и разрушения композитов. В данной работе предложено использовать линеаризацию диаграммы растяжения вплоть до разрушения и теорию критических расстояний, которая широко применяется при анализе нагрузок разрушения элементов конструкций с концентраторами напряжений. В этой теории усреднённое на критическом расстоянии А напряжение в зоне концентратора предлагается сравнивать с эффективным предельным напряжением F* на базе известного энергетического подхода Г. Нейбера. Размер элемента задаётся при создании сетки конечных элементов и должен быть равен критическому расстоянию A. При аналитическом прогнозировании хрупкой прочности пластины конечной ширины с отверстием при растяжении предложено использовать модифицированный двухпараметрический критерий Айзенмана и\u0000Камински [1], в котором вместо предела прочности F материала вводится эффективное предельное напряжение F*. Экспериментальные исследования прочности тканевого стеклопластика с отверстиями различного диаметра при растяжении вдоль волокон основы показали справедливость такого подхода.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"19 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-05-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125768794","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Векторная градиентная теория упругости","authors":"П. А. Белов, Сергей Альбертович Лурье","doi":"10.36236/1999-7590-2022-14-1-1-15","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2022-14-1-1-15","url":null,"abstract":"Рассматриваются градиентные теории упругости Миндлина — Тупина, которые являются основой для\u0000теоретического описания материалов с учётом масштабных эффектов. Впервые предлагается процедура,\u0000позволяющая существенно упростить прикладные градиентные теории упругости, являющиеся основ-\u0000ным инструментом теоретического моделирования наноструктурированных материалов. Показывается,\u0000что тензоры градиентных модулей упругости представляются в виде разложения по тензорному базису\u0000пяти тензоров шестого ранга, три из которых подчиняются особому свойству, благодаря которому соот-\u0000ветствующая квадратичная форма для плотности потенциальной энергии является свёрткой векторов.\u0000Такие модели, называемые «векторными», обеспечивают классический вид статических граничных усло-\u0000вий. Это позволяет избежать характерных для градиентных теорий трудностей, связанных с реализаци-\u0000ей краевых условий на рёбрах поверхности при теоретическом и численном моделировании.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"45 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131827070","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"О методе определения неоднородного поля остаточных напряжений с использованием цифровой спекл-интерферометрии и метода сверления отверстий","authors":"А. С. Плотников, Э.Б. Завойчинская","doi":"10.36236/1999-7590-2022-14-1-16-30","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2022-14-1-16-30","url":null,"abstract":"Обсуждаются результаты современных экспериментально-теоретических исследований актуальной за-\u0000дачи определения трёхмерного неоднородного напряжённого состояния физическими методами и методами механики деформируемого твёрдого тела в проблеме создания современных интеллектуальных инженерных систем при их проектировании и безопасной эксплуатации. Современные физические модели описывают физические закономерности остаточных состояний, связанных с изменениями структуры тела, взаимодействия дефектов и дислокаций в поле микро- и мезо напряжений. При этом остаются вопросы перехода на макроуровень, построения многоуровневых моделей, применения этих моделей в инженерной практике. В рамках феноменологических подходов в общем случае решение этой задачи требует решения трёхмерных обратных задач термоупругопластичности. Описывается известный механический метод определения однородного поля остаточных упругих напряжений, рекомендованный Стандартом ASTM E837, и метод определения неоднородного (в плоскости) поля остаточных упругих напряжений, предложенный одним из авторов. В данной работе на основе экспериментального определения компонент вектора перемещения методом точечного пошагового сверления отверстий и обработки данных средствами цифровой спекл-интерферометрии и корреляции цифровых изображений строится\u0000метод определения трёхмерного неоднородного остаточного упругого напряжённо-деформированного состояния. Определяющие соотношения для компонент вектора перемещений записываются в виде\u0000интегральных операторов Вольтерра. Базовые функции операторов являются функциями четырёх переменных: координат цилиндрической системы (r, θ, z), связанной с отверстием, и глубины отверстия h. Представляется метод верификации базовых функций. Далее задача сводится к \u0000определению трёх функций перемещений от трёх переменных: радиуса отверстия r, h и z. Проводится численное моделирование базовых функций. Полученные результаты согласуются с известными экспериментальными данными и расчётными значениями компонент тензора деформаций поверхности тела в зависимости от глубины отверстия по стандарту ASTM E837. связанных с реализацией краевых условий на рёбрах поверхности при теоретическом и численном моделировании.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"9 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132357471","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"О комбинированной защите углепластиков от прямых ударов молнии","authors":"Л. Р. Вишняков, Е. Л. Вишнякова, И. А. Гущин","doi":"10.36236/1999-7590-2022-14-1-31-38","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2022-14-1-31-38","url":null,"abstract":"Рассмотрено влияние совместного использования в системе защиты углепластиков от ударов молнии\u0000токоотводящих вязано-паяных сеток и углеродных электропроводящих наноразмерных частиц, полу-\u0000ченных из биоуглерода древесины сосны. Приведены результаты приготовления углеродных наноча-\u0000стиц, структура и способ измерения их электропроводности.\u0000На основании теоретической модели растекания электрических зарядов в анизотропном твёрдом теле\u0000проведена оценка молниестойкости слоистого углепластика и построены изоэнергетические кривые\u0000разрушения этих композитов. Эффективность защиты от молнии проверена при стендовых испытаниях\u0000панелей из углепластика, где были применены вязано-паяные сетки и модифицированное углеродны-\u0000ми наночастицами эпоксидное связующее. Установлено полезное влияние использования комбинации\u0000вязано-паяных медных сеток и углеродных наночастиц на стойкость углепластиков при ударе молнией.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"18 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-02-03","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128563304","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Точные решения некоторых задач теории упругости о равновесии неоднородной по ширине анизотропной полосы","authors":"В. И. Горбачев, В. В. Гулин","doi":"10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-120-126","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-120-126","url":null,"abstract":"В работе рассматривается плоская задача теории упругости для длинной, неоднородной по ширине полосы, находящейся в равновесии под действием «объёмных» нагрузок, а также нагрузок, распределённых на длинных сторонах. На торцах полосы нагрузки сводятся к векторам сил и моментов, приложенных в центре торцевых сечений. Задача решается в напряжениях, то есть искомые напряжения находятся из двух уравнений равновесия и одного уравнения совместности в напряжениях. Наряду с исходной задачей для неоднородной анизотропной полосы рассматривается точно такая же задача, только для однородной изотропной полосы (сопутствующая задача). Решение сопутствующей задачи существенно проще и во многих случаях получается в аналитическом виде. В настоящей работе показано, что напряжения в исходной задаче представляются в виде суммы сопутствующих напряжений и ряда по производным от сопутствующих напряжений. Коэффициенты при производных являются функциями тех же самых координат, что и компоненты тензора податливостей. Для них получены рекуррентные обыкновенные дифференциальные уравнения 4-го порядка, каждое из которых решается в общем виде. Получены точные решения нескольких задач об упругом равновесии длинной, неоднородной по ширине полосы.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"11 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-02-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121981532","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Анализ разрушения полимерных композиционных материалов от воздействия ударов молнии","authors":"Л. Р. Вишняков, И. А. Гущин","doi":"10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-127-130","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-127-130","url":null,"abstract":"Опыт разработки средств защиты полимерных композитов (углепластиков) от прямых ударов молнии вызывает необходимость теоретических подходов к обобщению имеющихся результатов прогнозирования различных вариантов молниезащиты. Приведены результаты анализа теоретической модели растекания тока молнии в углепластике, которые подтверждаются стендовыми испытаниями разрядных панелей имитированной молнией. Это позволяет обосновано проектировать рациональные варианты молниезащиты авиационной техники.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"79 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-01-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121670428","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Влияние импульсного ударноволнового нагружения на структурнофазовое состояние и механические свойства титановых сплавов","authors":"Ю. Р. Колобов, С. С. Манохин, А. Ю. Токмачева-Колобова","doi":"10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-108-119","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-108-119","url":null,"abstract":"В статье проведён обзор актуальных литературных данных и результатов оригинальных исследований авторов, посвящённых изучению изменений структуры, фазового состава и механических свойств титана и титановых сплавов в условиях механического и лазерного ударно-волновых воздействий.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"16 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-12-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115524307","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Антони Келли и Композиты сегодня. Часть 2: Композиты с металлической матрицей","authors":"С. Т. Милейко","doi":"10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-59-107","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-59-107","url":null,"abstract":"Современное композитоведение обязано своим рождением композитам с металлической матрицей. Однако, родившись, по-ви- димому, несколько преждевременно, эти композиты далее ушли в тень углепластиков в результате всеобъемлющего, агрессив- но-полезного распространения последних. На глобальном фоне композитов на основе углеволокна были и весьма значимые прорывы в другого типа композитах, прежде всего, — в высокотемпературных композитах с керамической матрицей, углерод-- углеродных композитах. Но и по техническому эффекту, и по числу специалистов, вовлечённых в технологические процедуры разного уровня (исследования, разработки, производство) всё остальное существенно уступает углепластикам. Что будет следующим этапом развития композитов на фоне выхода на плато в своём «возмужании» углепластиков в ближай- шие 10–20 лет? Угле-металлические композиты, высокотемпературные композиты на основе тугоплавких и высокоэнтропийных сплавов, интерметаллидов. Это обеспечит следующий скачок в развитии многих областей техники, подобно тому, как в своё время углепластики, заменив металлы, подтолкнули развитие аэрокосмических и ряда других областей техники. Задел для раз- работки композитов с металлической матрицей создан, описанию этого задела посвящён настоящий обзор.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"30 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-07-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130827486","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Получение и сравнительный анализ свойств полимерных наноструктурированных пленок на основе различных органических полимеров и наночастиц серебра","authors":"Оксана Фарус","doi":"10.36236/1999-1590-2019-11-3-125-129","DOIUrl":"https://doi.org/10.36236/1999-1590-2019-11-3-125-129","url":null,"abstract":"Синтезированы гибридные нанокомпозитные полимерные пленки, модифицированные наночастицами серебра. Синтез осуществлялся с помощью реакций контролируемого осаждения, которые лежат в основе золь-гель технологии. Для синтеза наночастиц серебра использовали раствор нитрата серебра, лимонной кислоты, полимеров (синтетических и натуральных) и глицерина. Изучены оптические и антибактериальные свойства полученных наноструктурированных полимерных материалов. Опытные образцы, содержащие поливиниловый спирт и кукурузный крахмал, обладают свойствами, важными для потребителя (прочные, тонкие, стойкие к жирам), являются водорастворимыми, экологически безопасными, обладают низким коэффициентом светопропускания и проявляют фунгицидную активность, которая была доказана экспериментально.","PeriodicalId":317637,"journal":{"name":"COMPOSITES and NANOSTRUCTURES","volume":"65 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-11-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124210934","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}