О методе прогнозирования предельных прочностных характеристик матричных композитов, основанном на использовании оператора концентрации напряжений

  • Колесников В.И. Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, Россия
  • Бардушкин В.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
  • Яковлев В.Б. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
  • Сычёв А.П. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия
  • Кириллов Д.А. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
  • Сорокин А.И. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
УДК: 539.3

Аннотация

Предложен метод прогнозирования предельных прочностных характеристик матричных композитов. Метод опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей, понятие оператора концентрации напряжений и информацию о прочностных свойствах матрицы. Показано, что с помощью этого метода возможно проведение численного моделирования пределов прочности матричных композитов в зависимости от состава, структуры и концентрации компонентов, а также вида приложенного внешнего механического воздействия.

Ключевые слова: матричные композиты, включения, матрица, оператор концентрации напряжений, механическая прочность, моделирование

Информация об авторах

Владимир Иванович Колесников
академик РАН, д-р техн. наук, президент Ростовского государственного университета путей сообщения
e-mail: kvi@rgups.ru
Владимир Валентинович Бардушкин
д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры "Высшая математика №2" Национального исследовательского университета "МИЭТ"
e-mail: bardushkin@mail.ru
Виктор Борисович Яковлев
д-р физ.-мат. наук, декан вечернего факультета Национального исследовательского университета "МИЭТ"
e-mail: yakovlev@miee.ru
Александр Павлович Сычёв
канд. физ.-мат. наук, заведующий лабораторией транспорта и новых композиционных материалов Южного научного центра РАН
e-mail: sap@rgups.ru
Дмитрий Андреевич Кириллов
аспирант кафедры «Высшая математика №2» Национального исследовательского университета "МИЭТ"
e-mail: dmitry.kirilloff@gmail.com
Александр Игоревич Сорокин
аспирант кафедры «Высшая математика №2» Национального исследовательского университета "МИЭТ"
e-mail: mr40in@gmail.com

Литература

  1. Трофимов Н.Н., Канович М.З., Карташов Э.М., Натрусов В.И., Пономаренко А.Т., Шевченко В.Г., Соколов В.И., Симонов-Емельянов И.Д. Физика композиционных материалов (В 2-х томах). М.: Мир, 2005. Т. 1. 456 с.; Т. 2. 344 с.
  2. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Яковлев В.Б., Сычев А.П., Колесников И.В. Микромеханика поликристаллов и композитов (напряженно-деформированное состояние и разрушение). Ростов-на-Дону: Изд-во РГУПС, 2012. 288 с.
  3. Nikitin A.N., Yakovlev V.B. Influence of the orientation of an isolated quartz granule inside textured mountain rock on the distribution of local stress near its surface // J. Earthquake Pred. Res. 1997. V. 6. № 2. P. 235-243.
  4. Yakovlev V.B. Local stress-strain conditions of textured polycrystals under high pressure // High Pressure Research. 2000. Vol. 17. P. 375-383.
  5. Победря Б.Е., Горбачев В.И. Концентрация напряжений и деформаций в композитах // Механика композитных материалов. 1984. № 2. С. 207-214.
  6. Маслов Б.П. Концентрация напряжений в изотропной матрице, армированной анизотропными включениями // Полимерные материалы. 1987. Т. 23. С. 73-79.
  7. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Сычев А.П., Яковлев В.Б. Влияние микроструктуры на локальные значения напряжений и деформаций в волокнистом композите // Вестник машиностроения. 2005. № 8. С. 35-38.
  8. Бардушкин В.В., Яковлев В.Б. Характеристики локального напряженно-деформированного состояния в статистически однородных матричных композитах // Деформация и разрушение материалов. 2005. №9. С. 38-42.
  9. Buryachenko V.A. Micromechanics of heterogeneous materials. Berlin: Springer - Verlag, 2007. 686 p.
  10. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Булах И.И., Сычев А.П., Яковлев В.Б. О методе моделирования текстурообразования в поликристаллах при различных внешних напряжениях // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2006. №2. С. 33-36.
  11. Колесников В.И., Чекасина И.И., Бардушкин В.В., Сычев А.П., Яковлев В.Б. Энергетический подход при моделировании формирования текстуры в поликристаллах под влиянием внешних напряжений // Вестник Южного научного центра РАН. 2008. Т. 4. №3. С. 3-8.
  12. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с.
  13. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Лапицкий А.В., Сычев А.П., Сычев А.А., Яковлев В.Б. Локальные физико-механические характеристики антифрикционных композитов для тяжелонагруженных узлов трения // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2011. №10. С. 3-7.
  14. Бардушкин В.В., Яковлев В.Б., Колесников И.В., Сычев А.П., Сычев А.А., Флек Б.М. Концентрация напряжений и деформаций в антифрикционных тканых композитах // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2013. №3. С. 7-13.
  15. Гутников С.И., Лазоряк Б.И., Селезнев А.Н. Стеклянные волокна // Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 2010. 53 с.
  16. Лапицкий В.А., Крицук А.А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. Киев: Наукова думка, 1986. 92 с.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ (13-08-00672-а, 13-08-00732-а).

Выпуск
Страницы
45-51
Прислано
2014-02-12
Опубликовано
2014-03-24

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>