Том 18 (2015)
- Номер 1 (январь-февраль 2015)
- Номер 2 (март-апрель 2015)
- Номер 3 (июнь 2015)
- Номер 4 (август 2015)
- Номер 5 (октябрь 2015)
- Номер 6 (декабрь 2015)
Объемная плотность энергии деформации в хаотически армированных полимерных композитах с антифрикционными дисперсными добавками
В.И. Колесников1, В.В. Бардушкин2, А.П. Сычев3, В.Б. Яковлев21Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, 344038, Россия
2Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Москва, 124498, Россия
3Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, 344006, Россия
УДК 539.3 : 621.891, 678.5
В работе решается задача численного моделирования объемной плотности энергии деформации в композитах на эпоксифенольной основе, хаотически армированных короткими полиимидными волокнами, с антифрикционными дисперсными добавками политетрафторэтилена. При построении математической модели используется понятие оператора концентрации напряжений (тензора четвертого ранга), связывающего средние (внешние) по неоднородному материалу напряжения с их локальными значениями в пределах отдельного элемента неоднородности. Моделирование опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей, используемое при решении стохастического дифференциального уравнения равновесия упругой среды. Указанное приближение позволяет получить явное выражение для оператора концентрации напряжений в композитном материале, с помощью которого возможен анализ распределения значений объемной плотности энергии деформации в зависимости от состава, структуры и процентного содержания (как по объему, так и по массе) элементов неоднородности, а также вида и величины прикладываемой нагрузки. Исследованы зависимости значений рассматриваемой энергетической характеристики от вида внешнего механического воздействия и концентрации изотропных компонентов модельных композитов. Установлено, что увеличение концентрации полиимидных волокон (при фиксированной концентрации включений политетрафторэтилена) приводит к снижению и сближению друг к другу значений объемной плотности энергии деформации в компонентах всех типов вне зависимости от вида внешней нагрузки. При этом характер указанных зависимостей нелинеен. Показано, что в модельных композитах изменение массовой доли дисперсных включений политетрафторэтилена не оказывает существенного влияния на значения локальной энергии в компонентах всех типов при любом из рассматриваемых в работе видов внешней нагрузки.
стр. 105 – 110
Образец цитирования: