Содержание

Ключевые слова: эластомер наполненный, механика, влияние структуры

Представлено физико-механическое описание механических характеристик трехмерно сшитого пластифицированного эластомера, наполненного твердыми частицами. Учтены основные структурные параметры композиции и температурно-скоростная эквивалентность в условиях одноосного растяжения образца. Приведены примеры решения прямой и обратной задач прогнозирования.

Ключевые слова: свойства механические, волокна угольные, полиэфиримид, частицы TiO₂

Исследовали влияние дисперсии  TiO₂ на свойства композитов на основе полиэфиримидной матрицы, усиленной угольными волокнами (УВ/ПЭИ), при растяжении, изгибе и ударе. Установлено, что увеличение содержания  TiO₂ в композитах УВ/ПЭИ от 1 до 3% по массе повышало модуль и прочность при растяжении и изгибе, после чего эти характеристики снижались. Для ударной  прочности оптимальным было содержание TiO₂ 3% по массе.

Ключевые слова: композит однонаправленный, сдвиг продольный, ортотропия, модель структурная, правило двойственности, оценки граничные

Развивается теория структурных моделей продольного сдвига однонаправленных ортотропных композитов. Сформулированы альтернативные упрощающие гипотезы для композитов симметричного строения. Получены общие формулы для модулей сдвига статически и кинематически согласованных моделей. Доказано, что они дают нижнюю и верхнюю границы точного значения, а также то, что они содержатся в интервале Рейсса—Фойгта. Сформулировано правило двойственности границ. Получены новые формулы для частных случаев двухкомпонентных композитов. Сопоставлены граничные оценки настоящей работы и Хашина—Хилла для трансверсально-изотропного материала в пространстве двух переменных (объемная концентрация и относительная жесткость волокна). Результаты неоднозначны: и верхние, и нижние их границы пересекаются.

Ключевые слова: напряжение остаточное, анализ конечно-элементный, область межфазная, метод энергетический

Разработана новая трехмерная аналитическая модель, основанная на энергетическом методе и принципе минимума общей дополнительной потенциальной энергии. Трехмерный анализ проведен для единичной ячейки представительного элемента объема (ПЭО), содержащей моноволокно, матрицу и межфазную область. Модель оценивали методом конечных элементов. Для оценки влияния соседних волокон на остаточные напряжения рассмотрено несколько микроструктурных конечно-элементных моделей. Доказана пригодность используемого в аналитической модели ПЭО для расчета термических остаточных микронапряжений в полимерном композите. По сравнению с аналитической моделью конечно-элементный анализ дает несколько более высокие значения остаточных напряжений. По результатам аналитической модели межфазные сдвиговые напряжения достигают максимума вблизи концов волокна, а при конечно-элементном анализе — на краях композита. Это является следствием сингулярности на кромках, игнорируемой в конечно-элементном анализе. Хотя межфазная область слабо влияет на распределение межфазных радиальных напряжений, но на концах волокна ее влияние существенно.

Ключевые слова: модель оболочки, модель пространственная, оболочки тонкие, слои однонаправленные, слои перекрестные, структура однонаправленная, структура перекрестная, деформации малые, деформации большие

Разработана методика расчета тонких оболочек из одного и более однонаправленных слоев на основе пространственных моделей деформирования армированных волокнами материалов при малых и больших деформациях. Пространственная модель оболочек, основанная на пространственных определяющих уравнениях, в отличие от модели оболочки, позволяет решать задачи о контактном взаимодействии оболочек между собой и с иными телами. Рассмотрено применение прикладной теории волокнистых материалов в качестве пространственной модели деформирования. Достоверность методики подтверждена решением с помощью прикладной теории задачи о раздувании резинокордной диафрагмы торообразной формы, используемой в технологии шинного производства.

Ключевые слова: пластина композитная, потеря устойчивости, теплообмен нестационарный, поливинилхлорид, частицы титана

Исследована потеря устойчивости тонкой пластины из композита, армированного частицами, подверженной воздействию нестационарного температурного поля и градиента температуры по толщине пластины. Аналитическое решение изгиба пластины получено в виде двойного тригонометрического ряда. Решение использовано для численного анализа влияния толщины пластины и времени на потерю устойчивости пластины из композита на основе поливинилхлоридной матрицы, наполненной частицами титана.

Ключевые слова: пластики армированные, свойства физико-механические, характеристики релаксационные

Исследовано поведение армированных органо- и углепластиков на основе трех связующих в трех режимах испытаний: релаксации напряжений, релаксации деформаций и ползучести. Применено линеаризованное обобщенное уравнение Максвелла—Гуревича. Из кривых релаксации напряжений определены релаксационные константы уравнения, использованные для расчета кривых ползучести. Исследовали также упругие и прочностные характеристики композитов.

Ключевые слова: огнестойкость, огнезащита, конструкции из армированных материалов

Представлены основные положения прогрессивной методики расчета огнестойкости армированных конструкций для применения в высотных, многофункциональных и уникальных объектах строительства. Методика универсальна по отношению к материалам и типам строительных конструкций с огнезащитой, видам действующих на них силовых и тепловых нагрузок в условиях пожара и позволяет учитывать основные особенности термомеханического поведения конструкций при совместном действии тепловых и силовых нагрузок. Процедура решения основана на использовании высокоуровневых расчетных схем и универсальных средств дискретного анализа — метода конечных элементов и метода конечных разностей. С целью упрощения и снижения трудоемкости вычислительного алгоритма разработана математическая модель специального балочного конечного элемента, позволяющая естественным образом учитывать сложную структуру строительных конструкций, пространственную неравномерность температурного поля и нелинейное поведение материала. С помощью методики определены границы применимости известного приближенного подхода к расчету огнестойкости и огнезащиты железобетонных конструкций, основанного на использовании понятия “критическая температура”. Методика использована при проектировании ряда уникальных сооружений, построенных в Москве.

Ключевые слова: стекловолокно, композит, утилизация, смола эпоксидная, схема печатная

Из утилизированных печатных схем и эпоксидной смолы были изготовлены различные композиты. Некоторые их механические свойства исследовали экспериментально (твердость, удлинение при разрыве, прочность при растяжении и изгибе, ударную вязкость). Результаты представлены в виде диаграмм.

Ключевые слова: мышца скелетная, волокно мышечное, модель феноменологическая, активация, деформирование нелинейное, состояние пассивное, сокращение изотоническое

Предложена процедура двухуровневого моделирования процесса деформирования скелетных мышц. Исходя из феноменологической модели отдельного мышечного волокна, состоящей из вязкого, сократительного и двух нелинейно-упругих элементов (первый уровень), рассмотрены различные способы описания скелетной мышцы в целом (второй (макроскопический) уровень). Предложена методика идентификации модели мышцы по экспериментальным диаграммам удлинения в условиях пассивного состояния и изотонического сокращения. Результаты биомеханического анализа сопоставлены с известными экспериментальными данными для изотонического и изометрического режимов активации портняжной мышцы лягушки. Установлено, что предпочтительным является способ описания мышцы, учитывающий разнодлинность и скрученность мышечных волокон.

Ключевые слова: углепластик, полифениленсульфид, связующее эпоксидное, напыление электростатическое, свойства механические

Методом электростатического напыления с последующей прокаткой в термостатируемых каландрах получены препреги углепластиков на основе углеродной ткани PORCHER-43200 саржевого плетения и двух типов связующих — термореактивного и термопластичного. В качестве термореактивного связующего использовали твердый эпоксидный олигомер с отвердителем дициандиамидом, а в качестве термопластичного — полифениленсульфид марки Фортрон. Для сопоставления результатов исследования термомеханических характеристик углепластиков, полученных на основе этих препрегов, в качестве модельного использовали также коммерческие препреги Sigranex® PREPREG CE8201-200-45S и углепластики на их основе, применяемые для конструирования ортопедических изделий — ортезов. Показано, что углепластики на основе полифениленсульфида характеризуются более высокими значениями прочности при изгибе, модулей упругости при изгибе и сдвиге и, что самое важное, более высокими значениями вязкости межслойного разрушения (параметр G_Ic).