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

Авторы

  • Бардушкин В.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Российская Федерация
  • Сычев А.П. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Кириллов Д.А. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Российская Федерация
  • Сорокин А.И. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Российская Федерация

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 о финансировании

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

Информация об авторах

  • Владимир Валентинович Бардушкин

    д-р физ.-мат. наук, профессор кафедр "Высшая математика №2" и "Системная среда качества" Национального исследовательского университета "МИЭТ"

  • Александр Павлович Сычев

    канд. физ.-мат. наук, заведующий лабораторией транспорта и новых композиционных материалов Южного научного центра РАН

  • Дмитрий Андреевич Кириллов

    аспирант кафедры "Высшая математика №2" Национального исследовательского университета "МИЭТ"

  • Александр Игоревич Сорокин

    аспирант кафедры "Высшая математика №2" Национального исследовательского университета "МИЭТ"

Библиографические ссылки

  1. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Байбарацкая М.Ю., Мамаев О.А. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. М.: Недра, 2004. 261 с. [Mashkov Yu.K., Ovchar Z.N., Baybaratskaya M.Yu., Mamaev O.A. Polimernye kompozicionnye materially v tribotehnike [Polymer composite materials in tribotechnics]. Moscow, Nedra Publ., 2004, 261 p. (In Russian)]
  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. [Kolesnikov V.I., Bardushkin V.V., Yakovlev V.B., Sychev A.P., Kolesnikov I.V. Mikromehanika polikristallov i kompozitov (naprjazhenno-deformirovannoe sostojanie i razrushenie) [Micromechanics of polycrystals and composites (stress-strain state and destruction)]. Rostov-on-Don, Rostov State Transport University Publ., 2012, 288 p. (In Russian)]
  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. [Bardushkin V.V., Sychev A.P., Sychev A.A., Dan'kov V.V. Jeffektivnye uprugie harakteristiki tkanyh kompozitov na polimernoj osnove s antifrikcionnymi dispersnymi dobavkami [Effective elastic characteristics of the woven composites on the polymeric binder with dispersed antifriction additives]. Vestnik Yuzhnogo nauchnogo tsentra RAN [Bulletin of the Southern Research Center of the RAS], 2013, vol. 9, no. 4, pp. 26-31. (In Russian)]
  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. [Berezin A.V., Kozinkina A.I. Osobennosti diagnostiki povrezhdenij i ocenki prochnocti kompozitov [The features of damage diagnostics and estimation of the strength of the composites]. Mehanika kompozicionnyh materialov i konstrukcij [Mechanics of Composite Materials and Structures], 1999, vol. 5, no. 1, pp. 99-120. (In Russian)]
  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. [Kolesnikov V.I., Bardushkin V.V., Yakovlev V.B., Sychev A.P., Kirillov D.A., Sorokin A.I. O metode prognozirovanija predel'nyh prochnostnyh harakteristik matrichnyh kompozitov, osnovannom na ispol'zovanii operatora koncentracii naprjazhenij [About a method of predicting of ultimate strength characteristics of the matrix composites, based on use of the operator of stresses concentration]. Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin scientific centers of the Black Sea Economic Cooperation], 2014, no. 1, pp. 45-51. (In Russian)]
  7. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с. [Shermergor T.D. Teorija uprugosti mikroneodnorodnyh sred [Micromechanics of inhomogeneous medium]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 399 p. (In Russian)]
  8. Победря Б.Е., Горбачев В.И. Концентрация напряжений и деформаций в композитах // Механика композитных материалов. 1984. № 2. С. 207-214. [Pobedrya B.E., Gorbachev V.I. Koncentracija naprjazhenij i deformacij v kompozitah [Concentration of stresses and deformations in the composites]. Mehanika kompozitnyh materialov [Mechanics of Composite Materials], 1984, no. 2, pp. 207-214. (In Russian)]
  9. Маслов Б.П. Концентрация напряжений в изотропной матрице, армированной анизотропными включениями // Прикладная механика. 1987. Т. 23. № 10. С. 73-79. [Maslov B.P. Koncentracija naprjazhenij v izotropnoj matrice, armirovannoj anizotropnymi vkljuchenijami [Concentration of stresses in an isotropic matrix reinforced anisotropic inclusions]. Prikladnaja mehanika [Applied Mechanics], 1987, vol. 23, no. 10, pp. 73-79. (In Russian)]
  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. [Bardushkin V.V., Yakovlev V.B., Kolesnikov I.V., Sychev A.P., Sychev A.A., Flek B.M. Koncentracija naprjazhenij i deformacij v antifrikcionnyh tkanyh kompozitah [Stress and strain concentration in the antifrictional woven composites]. Trenie i smazka v mashinah i mehanizmah [Friction and lubrication in machinery], 2013, no. 3, pp. 7-13. (In Russian)]
  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. [Kolesnikov V.I., Yakovlev V.B., Bardushkin V.V., Sychev A.P. O prognozirovanii raspredelenij lokal'nyh uprugih polej v neodnorodnyh sredah na osnove obobschennogo singuljarnogo priblizhenija [On the prediction of local elastic fields' distributions in non-uniform media on the basis of a generalized singular approximation]. Vestnik Juzhnogo nauchnogo centra RAN [Bulletin of the Southern Research Center of the RAS], 2015, vol. 11, no. 3, pp. 11-17. (In Russian)]
  12. Лапицкий В.А., Крицук А.А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. Киев: Наукова думка, 1986. 92 с. [Lapitsky V.A., Kricuk A.A. Fiziko-mehanicheskie svojstva jepoksidnyh polimerov i stekloplastikov [Physical and mechanical properties of the epoxy polymers and fiberglasses]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1986, 92 p. (In Russian)]
  13. Гутников С.И., Лазоряк Б.И., Селезнев А.Н. Стеклянные волокна. М.: Изд-во МГУ, 2010. 53 с. [Gutnikov S.I., Lazorjak B.I., Seleznev A.N. Stekljannye volokna [Glass fibers]. Moscow, Moscow State University Publ., 2010, 53 p. (In Russian)]
  14. Паньков А.А. Методы самосогласования механики композитов. Пермь: Изд-во ПГТУ, 2008. 253 с. [Pan'kov A.A. Metody samosoglasovanija mehaniki kompozitov [Methods of self-consistency mechanics of composites]. Perm, Perm State Technical University Publ., 2008, 253 p. (In Russian)]

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Страницы

18-24

Раздел

Статьи

Даты

Поступила в редакцию

1 декабря 2015

Принята к публикации

23 января 2016

Публикация

22 марта 2016

Как цитировать

[1]
Бардушкин, В.В., Сычев, А.П., Кириллов, Д.А., Сорокин, А.И., Моделирование предельных значений прочностных показателей тканых композитов на полимерной основе с дисперсными антифрикционными добавками. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2016, № 1, pp. 18–24.

Похожие статьи

1-10 из 297

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>