ПОДХОД ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ УТОЧНЕННЫХ ОБОБЩЕННЫХ МОДЕЛЕЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОМПОЗИТОВ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложен подход для построения уточненных обобщенных моделей долговечности композитов в экстремальных условиях на основе современных положений кинетической теории прочности. В рамках вариационных постановок предложены и разработаны эффективные методы прогнозирования определяющих характеристик (остаточного ресурса, прочности, надежности, долговечности) композитов в экстремальных условиях внешней среды. Проведенные исследования позволили разработать методологию согласования определяющих параметров физических моделей на микроуровнях с соответствующими определяющими параметрами математических моделей на макроуровнях, что позволяет решить задачу восстановления параметров физико-химических процессов, происходящих на микроуровнях и приводящих к деструктивным изменениям в композитах и ухудшению их характеристик с течением времени.

Об авторах

Е. Л. Гусев

Институт проблем нефти и газа Федерального исследовательского Центра “Якутский научный Центр Сибирского Отделения РАН”; Институт математики и информатики Северо-Восточного федерального университета

Email: elgusev@mail.ru
Якутск, Россия; Якутск, Россия

В. Н. Бакулин

Институт прикладной механики Российской академии наук

Email: vbak@yandex.ru
г. Москва, Россия

Список литературы

  1. Уржумцев Ю. С. Прогнозирование длительного сопротивления полимерных материалов. М.: Наука, 1982. 222 с.
  2. Каблов Е. Н., Старцев О. В. Влияние внутренних напряжений на старение полимерных композиционных материалов // Механика композитных материалов. 2021. Т. 57. № 5. С. 805–822.
  3. Степанов М. Н., Зинин А. В. Прогнозирование характеристик сопротивления усталости материалов и элементов конструкций. М.: Инновационное машиностроение, 2007. 392 с.
  4. Bakulin V. N. Ostrik A. V. The combined thermal and mechanical effect of radiation and shock waves on a multilayer orthotropic shell with a heterogeneous coating. J. Appl. Math. Mech. 78 (2), 155–162 (2014).
  5. Bakulin V. N. Ostrik A. V. Nonstationary deformation and failure of composite shells. Mech. Solids. 43 (4), 635–641 (2008).
  6. Bakulin V. N., Bugay I. V., Ostrik A. V. Universal Numerical Code For Modeling Of Non-Static Deformation And Destruction Of Sandwich Thin Constructions Under Action Of Intensive Energy Fluxes. Marine Intellectual Technologies. 2010. № 2(8). P. 3–6.
  7. Бакулин В. Н., Острик А. В., Потапенко А. И. Расчет коэффициента Грюнайзена при облучении гетерогенного материала с полыми микросферами и пластическим связующим // Проблемы машиностроения и надежности машин. М. 2001. № 2. С. 84—89.
  8. Петров М. Г. Прочность и долговечность элементов конструкций. Подход на основе моделей материала как физической среды. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015. 463 с.
  9. Петров В. А., Башкарев А. Я., Веттегрень В. И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб.: Политехника, 1993.
  10. Реутов А. И. Прогнозирование климатической стойкости полимерных материалов, применяемых в строительстве // Вестник ТГАСУ. 2009. № 2. С. 127–141.
  11. Lurie S. A., Solyaev Yu. O., Nguen D. Q. u.a. Experimental investigation modeling the impact of thermocycling on mechanical properties of carbon fiberreinforcedplastic // Composites: Mechanics, Computations, Applications. An International Journal. 2015. V. 3. № 7. P. 1–13.
  12. Dumansky A. M., Tairova L. P. Time-dependent behavior of carbon fibre reinforced laminates // Proceedings of the Second Int. Conference on advanced composite materials and technologies for aerospace applications. Wrexham, North Wales, United Kingdom, 2012. P. 75—79.
  13. Реутов А. И. Прогнозирование надежности строительных изделий из ПМ. М.: РИФ “Стройматериалы”. 2007. 184 с.
  14. Потапова Л. Б., Ратнер С. Б. Прогноз долговечности хрупких полимеров по результатам кратковременных испытаний на прочность // МКМ. 1990. № 4. С. 742–745.
  15. Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. М.: Лань, 2008. 408 с.
  16. Регель В. Р., Слуцкер А. Ж., Томашевский Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. 660 с.
  17. Уржумцев Ю. С., Черский И. Н. Научные основы инженерной климатологии полимерных и композитных материалов // Механика композитных материалов. 1985. № 4. С. 708–714.
  18. Булманис В. Н., Старцев О. В. Прогнозирование изменения прочности полимерных волокнистых композитов в результате климатического воздействия / Препринт. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1988. 32 с.
  19. Булманис В. Н., Ярцев В. А., Кривонос В. В. Работоспособность конструкций из полимерных композитов при воздействии статических нагрузок и климатических факторов // Механика композит. материалов. 1987. № 5. С. 915–920.
  20. Gusev E. L., Bakulin V. N. Variation formulations of inverse problems in forecastting the residual life of composites // Doklady Physics. 2018. V. 63. № 9. P. 388–392.
  21. Gusev E. L., Bakulin V. N. Optimal control under a decrease in the thermal-field intensity based on selection of the heterogeneous – construction structure in the variational formulation // Doklady physics. 2018. V. 63. № 5. P. 213–217. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1392/1/012008
  22. Gusev E. L., Bakulin V. N. Variational Methods of Solving Problems on Control of the Intensity of a Temperature Field // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2021. V. 94, № 5. P. 1117–1123.
  23. Gusev E. L., Bakulin V. N. Generalized Durability Models and their Application to Solving Problems on Predicting the Defining Characteristics of Composites // Mechanics of Composites Materials. 2022. V. 58. № 3. P. 355–364
  24. Gusev E. L., Bakulin V. N. Mathematical Methods for Predicting the Determining Characteristics of Composite under the Influence of Extreme Factors // AIP Conference Proceedings, 2023, 2948(1), 020030.
  25. Колосова А. С., Сокольская М. К., Виткалова И. А. и др. Современные полимерные композиционные материалы и их применение // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 5-1. С. 245–256.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024