Моделирование локальных упругих и предельных прочностных характеристик пенополимерных материалов

Авторы

  • Колесников В.И. Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Бардушкин В.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Москва, Российская Федерация
  • Сычев А.П. Ростовский государственный университет путей сообщения, Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Сычев А.А. Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Бардушкин А.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", ООО "Альфачип", Москва, Российская Федерация

УДК

539.3

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-19-25

Аннотация

Построена модель прогнозирования локальных упругих характеристик (компонент оператора концентрации напряжений) и предельных прочностных показателей при одноосном сжатии пенополимерных материалов с учетом объемного содержания наполненных воздухом сферических пор. В качестве матрицы рассматривались эпоксидные связующие ЭД-16 и ЭД-22, отвержденные ароматическим полиамином марки «Т». Проведены численные расчеты значений компонент оператора концентрации напряжений и пределов прочности (при одноосном сжатии) модельных пеноэпоксидов, учитывающие изменение объемного содержания пор.

Ключевые слова:

моделирование, оператор концентрации напряжений, локальные упругие характеристики, механическая прочность, пенополимерный материал, пеноэпоксид, поры, эпоксидное связующее

Информация о финансировании

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ (20-08-00155-а).

Информация об авторах

  • Владимир Иванович Колесников

    д-р техн. наук, академик РАН, заведующий кафедрой "Теоретическая механика", президент Ростовского государственного университета путей сообщения

  • Владимир Валентинович Бардушкин

    д-р физ.-мат. наук, профессор Института физики и прикладной математики Национального исследовательского университета "МИЭТ"

  • Александр Павлович Сычев

    канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры "Теоретическая механика" Ростовского государственного университета путей сообщения; заведующий лабораторией "Транспорт, композиционные материалы и конструкции" Федерального исследовательского центра Южный научный центр Российской академии наук

  • Алексей Александрович Сычев

    канд. техн. наук, ведущий инженер кафедры "Теоретическая механика" Ростовского государственного университета путей сообщения

  • Андрей Владимирович Бардушкин

    инженер-электроник Института физики и прикладной математики Национального исследовательского университета "МИЭТ"; инженер ООО "Альфачип" (Зеленоград)

Библиографические ссылки

  1. Берлин А.А., Шутов Ф.А. Пенополимеры на основе реакционно-способных олигомеров. М.: Химия, 1978. 296 с. [Berlin, A.A., Shutov, F.A. Foam polymers based on reactive oligomers. Khimiya, Moscow, 1978. (In Russian)]
  2. Берлин А.А., Шутов Ф.А. Упрочненные газонаполненные пластмассы. М.: Химия, 1980. 224 с. [Berlin, A.A., Shutov, F.A. Strengthened gas-filled plastics. Khimiya, Moscow, 1980. (In Russian)]
  3. Дементьев А.Г., Тараканов О.Г. Структура и свойства пенопластов. М.: Химия, 1983. 176 с. [Dementyev A.G., Tarakanov O.G. The structure and properties of foams. Khimiya, Moscow, 1983. (In Russian)]
  4. Тараканов О.Г., Шамов И.В., Альперн В.Д. Наполненные пенопласты. М.: Химия, 1989. 344 с. [Tarakanov, O.G., Shamov, I.V., Al'pern, V.D. Filled foam plastics. Khimiya, Moscow, 1989. (In Russian)]
  5. Дворко И.М., Коцелайнен И.В. Пенопласты на основе порошковых эпоксидно-новолачных композиций // Пластические массы. 1998. № 2. С. 40–42. [Dvorko, I.M., Kotselainen, I.V. Foams based on powder epoxy-novolac compositions. Plasticheskiye massy [Plastic mass], 1998, no. 2, pp. 40–42. (In Russian)]
  6. Бардушкин В.В., Сорокин А.И., Сычев А.П. Моделирование эксплуатационных упругих свойств полимерных композитов с наполненными смазкой сферическими микрокапсулами и дисперсными включениями бесщелочного стекла // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2015. № 10. С. 43–47. [Bardushkin, V.V., Sorokin, A.I., Sychev, A.P. Modeling of performance elastic properties of polymer-based composites with lubricated spherical microcapsules and disperse inclusions of E-glass. Treniye i smazka v mashinakh i mekhanizmakh [Friction & lubrication in machines and mechanisms], 2015, no. 10, pp. 43–47. (In Russian)]
  7. Бардушкин В.В., Лавров И.В., Бардушкин А.В., Яковлев В.Б., Сычев А.П., Сычев А.А. Прогнозирование эксплуатационных упругих характеристик пенополимерных материалов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2020. Т. 21. № 6. С. 265–269. DOI: 10.36652/0202-3350-2020-21-6-265-269. [Bardushkin, V.V., Lavrov, I.V., Bardushkin, A.V., Yakovlev, V.B., Sychev, A.P., Sychev, A.A. Predicting the operational elastic characteristics of foam-polymer materials. Sborka v mashinostroyenii, priborostroyenii [Assembling in mechanical engineering and instrument-making], 2020, vol. 21, no. 6, pp. 265–269. DOI: 10.36652/0202-3350-2020-21-6-265-269 (In Russian)]
  8. Бардушкин В.В., Сычев А.П., Сычев А.А., Бардушкин А.В. Моделирование эффективных упругих характеристик пенополимерных материалов с однонаправленно ориентированными неизометричными порами // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2020. Т. 17. № 3. С. 22–28. DOI: 10.31429/vestnik-17-3-22-28. [Bardushkin, V.V., Sychev, A.P., Sychev, A.A., Bardushkin, A.V. Modeling of the effective elastic characteristics of foam materials with unidirectionally oriented non-isometric pores. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2020, vol. 17, no. 3, pp. 22–28. DOI: 10.31429/vestnik-17-3-22-28 (In Russian)]
  9. 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. On the prediction of local elastic fields' distributions in non-uniform media on the basis of a generalized singular approximation. Vestnik Yuzhnogo nauchnogo tsentra RAN [Bulletin of the Southern Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2015, vol. 11, no. 3, pp. 11–17. (In Russian)]
  10. Бардушкин В.В., Сорокин А.И., Сычев А.П. Концентрация напряжений и деформаций в полимерных композитах с наполненными смазкой сферическими микрокапсулами и дисперсными включениями бесщелочного стекла // Вестник РГУПС. 2016. № 1. С. 8–13. [Bardushkin, V.V., Sorokin, A.I., Sychev, A.P. Stress and strain concentration in the polymer-based composites with lubricated spherical microcapsules and disperse inclusions of E-glass. Vestnik RGUPS [Bulletin of RGUPS], 2016, no. 1, pp. 8–13. (In Russian)]
  11. 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. About a method of predicting of ultimate strength characteristics of the matrix composites, based on use of the operator of stresses concentration. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2014, no. 1, pp. 45–51. (In Russian)]
  12. Бардушкин В.В., Сорокин А.И., Сычев А.П. Моделирование предельных значений прочностных показателей полимерных композитов с наполненными смазкой сферическими микрокапсулами и дисперсными включениями бесщелочного стекла // Вестник РГУПС. 2016. № 3. С. 8–13. [Bardushkin, V.V., Sorokin, A.I., Sychev, A.P. Modeling the limiting strength of the polymer-based composites with spherical microcapsules filled with lubricate and disperse inclusions of E-glass. Vestnik RGUPS [Bulletin of RGUPS], 2016, no. 3, pp. 8–13. (In Russian)]
  13. Левин В.А., Лохин В.В., Зингерман К.М. О построении эффективных определяющих соотношений для пористых материалов со случайно распределенными порами при конечных деформациях и их наложении // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естественные науки. 2000. Спецвыпуск. С. 107–115. [Levin, V.A., Lokhin, V.V., Zingerman, K.M. On the construction of effective defining relations for porous materials with randomly distributed pores at finite strains and their superposition. Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Yestestvennyye nauki [Bulletin of higher education institutes North Caucasus region. Natural sciences], 2000, special iss., pp. 107–115. (In Russian)]
  14. Баюк И.О. Теоретические основы определения эффективных физических свойств коллекторов углеводородов // Ежегодник РАО. 2011. Вып. 12. С. 107–120. [Bayuk, I.O. The theoretical basis for determining the effective physical properties of hydrocarbon reservoirs. Yezhegodnik RAO [RAE Yearbook], 2011, iss. 12, pp. 107–120. (In Russian)]
  15. Баюк И.О. Междисциплинарный подход к прогнозированию макроскопических и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов углеводородов. Автореф. дис. докт. физ.-мат. наук. М., 2013. 188 с. [Bayuk, I.O. Interdisciplinary approach to predicting macroscopic and filtration-capacitive properties of hydrocarbon reservoirs. Dr. phys.-math. sci. diss. Moscow, 2013. (In Russian)]
  16. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с. [Shermergor, T.D. Micromechanics of inhomogeneous medium. Nauka, Moscow, 1977. (In Russian)]
  17. Паньков А.А. Методы самосогласования механики композитов. Пермь: изд-во ПГТУ, 2008. 253 с. [Pan'kov, A.A. Methods of self-consistency mechanics of composites. Perm State Technical University Publ., Perm, 2008. (In Russian)]
  18. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с. [Grigor'ev, I.S., Meilikhov, E.Z. (eds.) Physical Quantities: A Handbook. Energoatomizdat, Moscow, 1991. (In Russian)]
  19. 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. Physical and mechanical properties of the epoxy polymers and fiberglasses. Naukova Dumka, Kiev, 1986. (In Russian)]

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Страницы

19-25

Раздел

Механика

Даты

Поступила в редакцию

27 мая 2021

Принята к публикации

3 июня 2021

Публикация

28 июня 2021

Как цитировать

[1]
Колесников, В.И., Бардушкин, В.В., Сычев, А.П., Сычев, А.А., Бардушкин, А.В., Моделирование локальных упругих и предельных прочностных характеристик пенополимерных материалов. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2021, т. 18, № 2, pp. 19–25. DOI: 10.31429/vestnik-18-3-19-25

Похожие статьи

1-10 из 362

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

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 > >>