Эффективные упругие характеристики эпоксидных композиций с полыми стеклянными микросферами

Авторы

  • Бардушкин В.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", пл. Шокина, 1, Зеленоград, Москва, 124498, Russian Federation ORCID 0000-0002-8805-5764
  • Сычев А.П. Ростовский государственный университет путей сообщения, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, Ростов-на-Дону, 344038, Russian Federation ORCID 0000-0001-6344-108X
  • Лавров И.В. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", пл. Шокина, 1, Зеленоград, Москва, 124498, Russian Federation ORCID 0000-0002-1467-5100
  • Яковлев В.Б. Национальный исследовательский университет "МИЭТ", пл. Шокина, 1, Зеленоград, Москва, 124498, Russian Federation ORCID 0000-0001-8515-3951
  • Бардушкин А.В. ООО "Альфачип", Зеленоград, пл. Шокина, 1, стр. 8, Москва, 124498, Russian Federation ORCID 0000-0003-1314-6079
  • Сычев А.А. Ростовский государственный университет путей сообщения, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, Ростов-на-Дону, 344038, Russian Federation ORCID 0000-0003-3267-3819

УДК

539.3

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-19-1-50-57

Аннотация

В работе решается задача построения модели прогнозирования эффективных упругих характеристик — модуля Юнга и коэффициента Пуассона — эпоксидных композиций с полыми стеклянными микросферами (синтактиков). Модель опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей в варианте метода самосогласования и позволяет учитывать состав, объемные концентрации компонентов синтактиков и характерный размер микросфер. Указанный характерный размер представляет собой отношение толщины оболочки микросферы к радиусу ее полости. Опираясь на разработанную модель, для синтактных материалов на полимерной основе (эпоксидные смолы одной из следующих марок — ЭХД, УП-610 и УП-610 + Э-181) с полыми микросферами из бесщелочного стекла проведены численные модельные расчеты значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона, учитывающие изменение характерного размера и процентного объемного содержания микросфер.

Численное моделирование показало, что для синтактных материалов на основе всех рассмотренных типов эпоксидных смол увеличение характерного размера микросфер в используемом на практике диапазоне при их фиксированной объемной доле приводит к несущественному росту значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Расчеты показали также, что в рассматриваемых синтактных материалах увеличение процентного содержания микросфер при фиксированных значениях их характерного размера приводит к уменьшению значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона по закону, близкому к линейному.

Сравнение полученных в работе расчетных значений модуля Юнга для рассматриваемых синтактных материалов и экспериментальных данных, приведенных в научной литературе, показало их удовлетворительное соответствие.

Ключевые слова:

моделирование, эффективные упругие характеристики, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, синтактик, микросфера, эпоксидное связующее

Финансирование

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

Информация об авторах

Владимир Валентинович Бардушкин

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

e-mail: bardushkin@mail.ru

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 РАН

e-mail: alekc_sap@mail.ru

Игорь Викторович Лавров

канд. физ.-мат. наук, доцент Института физики и прикладной математики Национального исследовательского университета "МИЭТ"

e-mail: iglavr@mail.ru

Виктор Борисович Яковлев

д-р физ.-мат. наук, профессор РАН, профессор Института физики и прикладной математики Национального исследовательского университета "МИЭТ", ученый секретарь, главный научный сотрудник Института нанотехнологий микроэлектроники РАН

e-mail: yakvb@mail.ru

Андрей Владимирович Бардушкин

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

e-mail: i170k@yandex.ru

Алексей Александрович Сычев

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

e-mail: alexsis1983@gmail.com

Загрузки

Выпуск

Раздел

Механика

Страницы

50-57

Отправлено

2022-01-12

Опубликовано

2022-03-30

Как цитировать

Бардушкин В.В., Сычев А.П., Лавров И.В., Яковлев В.Б., Бардушкин А.В., Сычев А.А. Эффективные упругие характеристики эпоксидных композиций с полыми стеклянными микросферами // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2022. Т. 19, №1. С. 50-57. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-19-1-50-57

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>