Моделирование предельных значений прочностных показателей тканых композитов на полимерной основе с дисперсными антифрикционными добавками

  • Бардушкин В.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Россия
  • Сычев А.П. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия
  • Кириллов Д.А. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Россия
  • Сорокин А.И. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Россия
УДК: 539.3 : 621.891; 678.5

Аннотация

Рассматриваются композитные материалы на эпоксидной основе (связующие ЭД-20, ЭХД и УП-610) с дисперсными добавками политетрафторэтилена и графита, армированные стеклотканью из бесщелочного стекла. Проведено численное моделирование и исследованы зависимости предельных значений прочностных показателей указанных композитов (при сжатии перпендикулярно волокнам стеклоткани) от концентрации наполнителей. Моделирование опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей, понятие оператора концентрации напряжений (тензора четвертого ранга, связывающего локальные (внутренние) значения тензора напряжений со средними (внешними) по материалу напряжениями) и информацию о прочностных свойствах полимерных связующих.

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

Информация об авторах

Владимир Валентинович Бардушкин
д-р физ.-мат. наук, профессор кафедр "Высшая математика №2" и "Системная среда качества" Национального исследовательского университета "МИЭТ"
e-mail: bardushkin@mail.ru
Александр Павлович Сычев
канд. физ.-мат. наук, заведующий лабораторией транспорта и новых композиционных материалов Южного научного центра РАН
e-mail: alekc_sap@mail.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. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Байбарацкая М.Ю., Мамаев О.А. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. М.: Недра, 2004. 261 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. Buryachenko V.A. Micromechanics of heterogeneous materials. Berlin: Springer - Verlag, 2007. 686 p.
  4. Бардушкин В.В., Сычев А.П., Сычев А.А., Даньков В.В. Эффективные упругие характеристики тканых композитов на полимерной основе с антифрикционными дисперсными добавками // Вестник Южного научного центра РАН. 2013. Т. 9. № 4. С. 26-31.
  5. Березин А.В., Козинкина А.И. Особенности диагностики повреждений и оценки прочности композитов // Механика композиционных материалов и конструкций. 1999. Т. 5. № 1. С. 99-120.
  6. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Яковлев В.Б., Сычев А.П., Кириллов Д.А., Сорокин А.И. О методе прогнозирования предельных прочностных характеристик матричных композитов, основанном на использовании оператора концентрации напряжений // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2014. № 1. С. 45-51.
  7. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с.
  8. Победря Б.Е., Горбачев В.И. Концентрация напряжений и деформаций в композитах // Механика композитных материалов. 1984. № 2. С. 207-214.
  9. Маслов Б.П. Концентрация напряжений в изотропной матрице, армированной анизотропными включениями // Прикладная механика. 1987. Т. 23. № 10. С. 73-79.
  10. 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.
  11. Колесников В.И., Яковлев В.Б., Бардушкин В.В., Сычев А.П. О прогнозировании распределений локальных упругих полей в неоднородных средах на основе обобщенного сингулярного приближения // Вестник Южного научного центра РАН. 2015. Т. 11. № 3. С. 11-17.
  12. Лапицкий В.А., Крицук А.А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. Киев: Наукова думка, 1986. 92 с.
  13. Гутников С.И., Лазоряк Б.И., Селезнев А.Н. Стеклянные волокна. М.: Изд-во МГУ, 2010. 53 с.
  14. Паньков А.А. Методы самосогласования механики композитов. Пермь: Изд-во ПГТУ, 2008. 253 с.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ (16-08-00262-а, 14-08-00654-а).

Страницы
18-24
Прислано
2015-12-01
Опубликовано
2016-03-22

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)