# Механика гетерогенных сред, адаптивных материалов, композитов и конструкций
Со-председатели подсекции механики гетерогенных сред, композитов и конструкций академик Васильев Валерий Витальевич и д.т.н. Лурье Сергей Альбертович; председатель секции Механика адаптивных материалов д.т.н. Мовчан Андрей Александрович

Устные доклады 21 22 | Постеры

21 ноября
13:00–13:20

Аннотация

Предложен подход к определению управляющих параметров (фазовый состав, свойства фаз, внутренняя геометрия, характер межфазного взаимодействия), придающих материалу
заданные эффективные свойства или попадание их в заранее заданные интервалы.
На основе решения ограниченного числа прямых задач (задач моделирования), в которых определяют эффективные характеристики в пространстве состояний строят соответствующие поверхности отклика электрических, теплофизических и деформационно-прочностных характеристик на значения управляющих параметров. Анализ поверхностей позволяет определить, существует ли решение для выбранного диапазона заданных эффективных характеристик, и при его наличии конкретизировать область значений управляющих параметров. При необходимости обеспечить одновременное получение для материала как эффективных теплофизических, электрических так и деформационно-прочностных характеристик значения управляющих параметров находятся пересечением соответствующих областей.

13:20–13:40

Аннотация

Нахождение вероятного расположения частиц наполнителя разумно осуществлять, используя карты «рельефа наноуровня», «адгезионного отклонения» и «идентационной податливости». Экспериментальные данные позволили установить, что выделение расположения частиц по этим критериям приводит к несколько отличающимся областям рельефа. Тем не менее, можно выделить такие участки поверхности, в которых выполняются одновременно все три критерия. На них нами были определены значения параметров состояния эластомера по экспериментальным данным (возможное ограничение на толщину слоя эластомера, сила взаимодействия с зондом) и получена информация о точности измеренных величин.

13:40–14:00

Аннотация

Увеличение эксплуатационных давлений емкостей связано с увеличением толщины армирующего слоя, что приводит к необходимости применения толстостенных композитных оболочек. Одной из важнейших проблем получения толстостенных композитов является низкая трансверсальная прочность. В процессе получения толстостенных намоточных композитов значительно изменяются остаточные напряжения, которые могут послужить причиной появления дефектов в изделии. В работе исследуются условия получения гарантированно монолитных толстостенных намоточных изделий.

14:00–14:20

Аннотация

В докладе рассматривается задача определения эффективных электромеханических свойств композита со сферическими включениями в рамках градиентной теории пьезоупругости. Численное решение строится методом конечных элементов в трехмерной постановке. Для решения системы уравнений градиентной теории используется метод понижения порядка и вводятся промежуточные переменные для вторых производных от компонент вектора перемещений и потенциала электрического поля. Эффективные свойства определяются для периодических представительных фрагментов композитов, содержащих одно или несколько сферических включений. Рассматриваются материалы на основе полимерной матрицы, наполненные пьезоупругими частицами керамики PZT-7a. Показано, что предлагаемая модель прогнозирует неклассические распределения электрического поля, полей напряжений и деформаций вблизи ультрадисперсных включений. Показана возможность учета влияния размера включений и их агломерации на эффективные свойства пьезоупругих композитов.

14:20–14:40

Аннотация

При эксплуатации под нагрузкой в течение длительного времени в материале могут проявляться такие реологические эффекты как ползучесть и релаксация, что может приводить к длительному разрушению, поэтому важным является анализ закономерностей деформирования полимерных композиционных материалов с учетом фактора времени. В настоящей работе рассмотрены модели, применяющиеся для описания реологических эффектов, показаны их достоинства и недостатки. Предложена модель на основе матричных уравнений теории слоистых пластин и соотношений наследственного типа, позволяющая установить зависимость деформаций от времени при переменном во времени нагружении, выполнен расчет для углепластиков БМИ-3/3692 и КМУ-4Л. Показано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных.

14:40–15:00

Аннотация

Термообработка цилиндрических заготовок из органоморфных углерод-углеродных композитов сопровождается выделением летучих газообразных продуктов. От того как обеспечивается вывод летучих из структуры образца во время термообработки зависят свойства получаемых изделий. Нежелательным практическим результатом такой термообработки оказывается либо выгорание цилиндрического каркаса, либо разделение цилиндра по высоте на несколько несвязанных цилиндров. В работе моделируется процесс самоудаления образующихся газов на этапе карбонизации из каркаса цилиндрической формы. Приводятся результаты расчетов на основе полученных экспериментальных данных.

15:20–15:40

Аннотация

Работа посвящена изучению напряженно-деформированного состояния двухслойной цилиндрической оболочки. Предполагается, что взаимодействие слоев осуществляется посредством контактного слоя.
Контактный слой будем считать трансверсально анизотропной упругой средой [1], с такими параметрами, что его можно представить в виде массива коротких упругих стерженьков-связей, не соприкасающихся между собой, ориентированных, для простоты, нормально к поверхности контакта.

15:40–16:00

Аннотация

Аннотация
Приводятся соотношения математической модели для исследования напряжённо-деформированного состояния конструктивно-анизотропных панелей из композиционных материалов. Уточняется математическая модель подкрепляющего элемента при закручивании в условиях одностороннего контакта с обшивкой. Учитывается влияние процесса технологии изготовления панелей: остаточных температурных напряжений и предварительного натяжения армирующих волокон. На основании вариационного принципа Лагранжа построены разрешающее уравнение восьмого порядка и естественные граничные условия. Рассматривается класс точных аналитических решений краевых задач в виде разложения по неортогональной системе обобщённых собственных функций с коэффициентами, определяемыми явно. В операционной среде MATLAB разработан пакет прикладных программ. Проанализировано влияние конструктивных параметров на уровень напряжений и перемещений.

16:00–16:20

Аннотация

Представлено комплексное исследование фильтрационных свойств полимерного волокнистого композита. Получены экспериментальные данные о вязкости используемого связующего. Представлена методика экспериментального определения объемного содержания фракций композита. Для исследования фильтрационных свойств использован многоуровневый подход, основанный на применении моделей вычислительной гидродинамики на трех масштабных уровнях: волокна, ткани и многослойной выкладки. Все численные модели реализованы в виде универсальных макросов CAE пакетов ANSYS CFX и ANSYS Fluent. Проведена верификация численного решения по данным эксперимента по пропитке композита под давлением.

16:20–16:40

Аннотация

АннотацияСогласно авиационным правилам, расчетом должно быть показано, что появление усталостных трещин от акустических нагрузок в любой детали конструкции самолета не является вероятным. В данной работе рассматривается звукопоглощающая конструкция мотогондолы авиационного двигателя. Звукопоглощающие конструкции мотогондолы авиационного двигателя в процессе эксплуатации подвержены воздействию гармонических нагрузок, как со стороны звуковой волны от авиационного двигателя, так и со стороны конструктивных элементов, с которыми они соединены. Таким образом, имеется необходимость построения методики определения динамических характеристик конструкции ЗПК под воздействием гармонической акустической осредненной нагрузки и моделирования динамических процессов без введения необоснованных и/или вынужденных упрощений, которая в дальнейшем будет использована для последующей оценки акустической, усталостной, вибродинамической прочности.

16:40–17:00

Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования вязкоупругих свойств эластомерных композитов, упрочненных частицами шунгита. Для описания вязкоупругого поведения исследуемого материала использованы соотношения теории наследственной ползучести. Экспериментальные кривые релаксации использованы для определения ядра релаксации и постоянных входящие в определяющие уравнения. Для описания кривых ползучести материала использована резольвента ядра релаксации. Показано, что принятые определяющие соотношения позволяют с удовлетворительной точностью описать ползучесть и релаксацию исследуемого композита.

17:00–17:20

Аннотация

В отличие от традиционного для акустоупругости рассмотрения, где влияние напряжений на параметры акустической волны изучается отдельно от влияния на них поврежденности материала, развиваются теоретические основы акустоупругости поврежденных материалов.

17:20–17:40

Аннотация

В работе анализируется идея использования пневмо надувных конструкций в условиях космоса. Такие конструкции компактны в сложенном состоянии и принимают заданную форму под воздействием давления газа. Оболочку конструкции предлагается сделать из композитных материалов на основе углеродных тканей и эпоксидных смол, препрега. Отверждение препрега должно идти только под действием высоких температур под действие солнечного излучения. После выхода на орбиту, конструкция распаковывается под действием давления газа и отверждается под действием солнца. В работе показано необходимое давления газа, температуры и времени для получения достаточной жесткости конструкции в виде цилиндра.

22 ноября
10:00–10:20

Аннотация

Экспериментально установлено, что процесс накопления деформации прямого превращения в никелиде титана зависит от вида напряженного состояния

10:20–10:40

Аннотация

Модель мартенситной неупругости сплава с памятью формы построена по аналогии с теорией пластического течения с изотропным и трансляционным упрочнением. Для учета разносопротивляемости использованы два безразмерных параметра вида деформированного и напряженного состояния. Рассмотрены частные случаи мартенситной неупругости СПФ в однородном напряженном состоянии и соответствующие упрощения основных соотношений. Первый случай относится к пропорциональному нагружению образца, второй к осевому растяжению-сжатию и кручению тонкостенного цилиндрического стержня.

10:40–11:00

Аннотация

В рамках данной работы получено решение задачи о прямом термоупругом мартенситном превращении в стержне сплошного круглого поперечного сечения из сплава с памятью формы (СПФ), находящегося под действием постоянного крутящего момента. Рассмотрение задачи велось в однократно связанной термомеханической постановке в рамках модели нелинейного деформирования СПФ при фазовых и структурных превращениях. В данном исследовании учитывается неоднородность упрочнения представительного объема СПФ и понятие единого предела текучести не вводится. Предполагается возможность различных значений предела текучести для различных мартенситных элементов представительного объема СПФ.

11:00–11:20

Аннотация

Экспериментально наблюдаемая потеря устойчивости cжатыми стержнями с эффектом памяти происходит при аномально низких, по сравнению с Эйлеровой оценки по минимальному модулю упругости, критических силах. Равновесное состояние системы в процессе фазовых превращений требует оценки с позиции теории устойчивости процессов деформирования, тогда как бифуркационный критерий, основанный на линеаризованной постановке, требует дополнительных гипотез об изменении фазового состава при кинематическом возмущении. Такие гипотезы, обобщающие концепции фон Кармана и Шенли, сформулированы в работах А. А. Мовчана и Л. Г. Сильченко и приводят к решениям, коррелирующим с экспериментальными данными. Изучение влияния фазовых переходов на устойчивость стержня, оценка точности концепций требуют, однако, решения задачи о закритическом деформировании в геометрически нелинейной трехмерной постановке. Такое решение построено на базе инкрементальной формулировки связной модели термомеханического поведения сплава с эффектом памяти формы и конечно-элементной дискретизации. Определены критические силы для призматических стержней различной длины, показано их соответствие концепции Шенли, получены оценки смещения центра жесткости сечения в процессе фазового перехода. Подтверждена гипотеза о решающем влиянии фазовых переходов на устойчивость систем с эффектом памяти.

11:20–11:40

Аннотация

Как показывают эксперименты и аналитические решения полученные для стойки Шенли, конструкции содержащие элементы из сплавов с памятью формы (СПФ) склонны к потере устойчивости при фазовых переходах, под действием сжимающих напряжений. Решения, полученные для упругой модели, совпадающие с решениями в несвязной постановке, дают завышенные значения критической нагрузки и не в состоянии описывать реальное поведение стержня из СПФ.
В данной работе получены аналитические решения, позволяющие определить критическую длину (нагрузку) для стержня из СПФ при обратном фазовом превращении под действием постоянного напряжения в рамках дважды связной постановки. Рассмотрены концепции фиксированной (ФН) и варьированной (ВН) нагрузки, при различных способах получения начальной деформации.

12:40–13:00

Аннотация

В работе исследовано влияние коэффициента трения двух функциональных материалов на параметры зоны контакта (площадка контакта, контактное давление, контактное касательное напряжение и т. д.) в рамках серии численных экспериментов. Анализируется работа двух материалов: композиционный материал на основе фторопласта и модифицированный фторопласт. В качестве модели поведения материалов выбрана деформационная теория упругопластичности.

13:00–13:20

Аннотация

При сварке трением с перемешиванием (СТП) вращающийся рабочий инструмент с резьбой внедряется встык между свариваемыми материалами и движется под давлением в направлении стыка. Образующийся сварной шов имеет стороны набегания и отхода, на которых направления векторов скоростей движения и вращения рабочего инструмента совпадают, либо противоположны, соответственно.

13:20–13:40

Аннотация

Аннотация. Формулируется необходимость исследования механических аспектов кишечного анастомоза (сшивания полых органов). Приводятся экспериментальные результаты исследования механического поведения естественного композита — материала стенки кишечника человека. На основании этого решается задача о напряженном состоянии узлового хирургического шва и оптимизации его геометрических и физических параметров, включая отёк тканей.

13:40–14:00

Аннотация

Интерес к процессу кристаллизации материалов появился более чем шестьдесят лет назад, в это же время были сделаны первые попытки описать поведение металлов в процессе кристаллизации. Однако до сих пор одной из важных проблем математического моделирования задач кристаллизации материалов является вывод определяющих соотношений и их численная реализация. В работе рассматривается задача о неравномерном управляемом остывании стержня из конструкционного изотропного материала с температуры выше точки плавления. Материал первоначально находится в расплавленном состоянии, повергается фазовому переходу, и в конечном состоянии представляет из себя полностью закристаллизовавшееся тело.

14:00–14:20

Аннотация

В рамках оценки работы материалов протетических конструкций выполнено моделирование деформирования упрощенной конструкции трехслойной каппы при постоянной силе индентирования зуба от 10 до 50 Н, коэффициент трения принят постоянным и равен 0,3. Задача реализуется в рамках механики контактного взаимодействия в частном случае осесимметричного напряженно-деформированного состояния при наличии трения по сопрягаемым поверхностям.

14:20–14:40

Аннотация

Рассматривается плоская система тонких упругих на изгиб нерастяжимых стержней последовательно соединенных с твердым несущим телом и между собой упруговязкими шарнирами, которая под действием внешних и внутренних сил совершает нестационарное движение в своей плоскости с большими перемещениями и поворотами.

14:40–15:00

Аннотация

Изучаются процессы эволюции дефектов типа межзеренных микротрещин, протекающие в материале при обработке металлических образцов импульсным высокоэнергетическим электромагнитным полем. Исследование осуществляется численно на основе связанной модели воздействия полем на предварительно поврежденный электротермоупругопластический материал с дефектами. Моделирование показало, что под действием импульсов тока происходит сварка берегов трещины и залечивание микродефектов. Для макроскопического описания процессов залечивания вводятся параметры залеченности и поврежденности материала. Залечивание микротрещин приводит к увеличению залеченности материала и уменьшению его поврежденности. Расположение микротрещин друг относительно друга, расстояние между ними, их форма и ориентация практически не влияет на изменения залеченности и поврежденности материала во времени при воздействии на материал током. При одинаковой длине дефекта на эти изменения влияют лишь величины начальной поврежденности материала и начальной «длины» микротрещин. Получены простые приближенные кусочно-линейные зависимости изменения поврежденности и залеченности от времени и начальной поврежденности.

15:40–16:00

Аннотация

Эластомерные композиты — одни из наиболее перспективных конструкционных материалов; изделия из них широко востребованы и применяются в автомобильной, авиационной, космической, нефтеперерабатывающей и др. промышленности. При создании эластомерных композитов, конструкций и изделий из них в последнее время существенное внимание уделяется вопросам экологии, а также повышению экономической эффективности и энергоэффективности при их производстве. В связи с этим, разработка новых типов упрочняющих дисперсных наполнителей для композиционных материалов, в том числе и природного происхождения, обеспечивающих оптимальный баланс механических свойств композитам и имеющих преимущества по стоимости перед существующими, является актуальной задачей.

16:00–16:20

Аннотация

Терморасширенный графит (ТРГ) — уникальный материал, который вне за-висимости от условий эксплуатации (повышенные температуры, термоциклиро-вание, время контакта с агрессивными средами) обладает высокой термо-химической стойкостью, низким коэффициентом трения, высокими упругими свойствами [1]. Уплотнительные кольца (УК) и уплотнительные элементы (УЭ) из ТРГ не вызывают коррозию металла на внутренних контактных поверхностях, надежны, не требуют дополнительной герметизации при эксплуатации в средах высокоагрессивных и реакционноспособных жидкостей (растворы кислот, щело-чей, солей, нефти и нефтепродуктах, дегазированной морской воде и др.) и газов (кислород, водород, азот и др.), работают при температурах до 560 °C и давлениях до 40,0 МПа в кранах с уплотнениями по штоку. В настоящее время происходит интенсивное внедрение УК и УЭ на предприятиях и промышленных объектах аэрокосмического, металлургического, нефтегазового и химического комплексов, предприятий энергетики и ЖКХ. Традиционные способы отработки (на натурных конструкциях и опытных образцах) УЭ неоправданны вследствие высокого риска возникновения аварий, сопровождающихся серьезным экологическим и экономическим ущербом. Поэтому математическое моделирование позволяет прогнозировать теплофизико-механические свойства ТРГ, описывать механическое поведение, проводить оптимальное проектирование УК, УЭ и их пакетов, соответствующие условиям нагружения и безопасной эксплуатации.

16:20–16:40

Аннотация

Рассмотрение стержней и пластин в рамках инженерной теории, наиболее удобной для практических расчётов, подразумевает сведение трёхмерной задачи теории упругости к двумерной. Существует большое количество методов осуществления процедуры сведения: разложение в степенные ряды по поперечной координате, разложение решения трёхмерной задачи в ряды по степеням малого параметра, операторным методом сведения к интегродифференциальному уравнению и т. п. В данной работе применяется метод кинематических гипотез, вводимых с целью установления связи перемещений точек серединной плоскости с перемещениями точек пластины.

16:40–17:00

Аннотация

Маятниковый гаситель пляски получил широкое распространение для снижения амплитуд колебаний одиночных проводов воздушных ЛЭП 35−220 кВ. Принцип его действия заключается в следующем: маятник при возникновении пляски начинает вращаться вокруг оси провода, вовлекая в это движение и сам провод. В результате провод покрывается гололедом более равномерно, что снижает амплитуды пляски. Для расщепленных фаз этот принцип неприменим: закрученное положение расщепленной фазы считается аварийным режимом, которого следует избегать. При определенных условиях расщепленная фаза может не возвращаться в исходное рабочее положение.
В работе предлагается и анализируется конструкция маятникового гасителя нового типа, предназначенного для защиты от колебаний проводов расщеплённых фаз. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований.

Постерная сессия | Устные доклады

00:43–01:03

Аннотация

Керамо-керамические тканые композиты с поликристаллической матрицей полу-чили широкое распространение в авиационно-космической технике. Отличительной особенностью процесса изготовления готовых изделий из этих материалов является раскрой и выкладка на оправку слоев ткани (полотняной, сатиновой, саржевой), а также прошивка этих слоев между собой. Армирующий каркас насыщается поликристаллической матрицей, в результате чего происходит одновременное создание элемента конструкции и материала, из которого он изготовлен. При производстве изделий из тканых композитов неизбежны технологические дефекты (пропуск волокон основы или утка, разрывы нитей армирующего каркаса при прошивке слоев), снижающие эксплуатационные свойства изделии и обнаруживающиеся только на этапе выходного ультразвукового контроля элементов конструкций. Гарантированное обеспечение наличия в этих участках поликристаллической матрицы (при осаждении из газовой фазы или при кар-бонизации полимеров после пропитки под давлением, вакуумирования и доуплотнения каркаса), матрицы на основе терморасширенного графита (после прокатки слоев фольги) или керамики затруднено. Это связано с тем, что образующийся на поверхности нитей слой осаждаемого материала препятствует дальнейшему насыщению каркаса

21:04–21:24

Аннотация

Аннотация
Предлагается строить уравнения состояния композитных материалов по экспериментально определенным ударной адиабате и зависимости удельной теплоемкости от температуры. Приводятся расчетные соотношения для определения удельной холодной энергии и функции Грюнайзена по экспериментальным данным. Обсуждается область применимости предлагаемых уравнений состояния.

19:44–20:04

Аннотация

Исследуются установившиеся гармонические крутильные колебания упругого полого кругового бесконечного цилиндра при взаимодействии с осциллирующим на его поверхности жестким бандажом. Стенка цилиндра предполагается неоднородной и представляет собой пакет жестко сцепленных между собой однородных или функционально градиентных слоев. Изучено влияние свойств стенки цилиндра на его динамическую жесткость. Выявлены диапазоны частот, в которых возможно возникновение неограниченных резонансов.

19:14–19:34

Аннотация

В работе исследуется строение тензора линейно-упругих свойств анизотропной среды с по-мощью дискретного подхода на основе потенциалов моментного взаимодействия частиц. Перенос механических свойств дискретной системы частиц на сплошную среду выполняется в рамках энергетического подхода, согласно которому плотность потенциальной энергии взаимодействую-щих частиц ставится во взаимно-однозначное соответствие плотности внутренней энергия точки сплошной среды. С помощью такого отображения вводится понятие тензора упругих модулей, приписываемых дискретной системе.

18:57–19:17

Аннотация

Исследуются установившиеся гармонические крутильные колебания упругого полого кругового бесконечного цилиндра при взаимодействии с осциллирующим на его поверхности жестким бандажом. Стенка цилиндра предполагается неоднородной и представляет собой пакет вложенных друг в друга неоднородных цилиндров. Изучено влияние свойств стенки цилиндра на его динамическую жесткость. Выявлены диапазоны частот, в которых возможно возникновение неограниченных резонансов.

18:41–19:01

Аннотация

Аннотация
Предложена модель преднапряженной пьезоактивной структуры с неоднородным покрытием. Покрытие представляет собой набор однородных или неоднородных пьезоэлектрических слоев, сцепленный с однородным преднапряженным полупространством. Неоднородные составляющие покрытия выполнены из функционально градиентного материала, физические свойства которого меняются кусочно-непрерывным, монотонным или немонотонным образом с различной областью локализации неоднородности по глубине. Покрытие подвержено действию начальных механических напряжений, наводящих в его составляющих однородное начально деформированное состояние. Исследования проводятся в лагранжевой (материальной) системе координат. Использованы линеаризованные определяющие соотношения и уравнения движения, позволяющие учитывать влияние начальных деформаций на упругие, пьезоэлектрические и диэлектрические свойства. При решении краевых задач теории электроупругости для сред с неоднородным покрытием применен матричный подход, в котором сочетается построение аналитических и численных решений для различных составляющих покрытия. Предложенный подход позволяет учитывать различную интенсивность и характер изменения упругих, пьезоэлектрических и диэлектрических свойств материала, сочетать участки с однородным, монотонным и немонотонным изменением свойств, учитывать различия условий на границе раздела составляющих структуры, а также характер начальных воздействий.
На примере сдвиговых гармонических колебаний пьезоэлектрической структуры с покрытием из ФГПМ с кусочно-непрерывным изменением свойств исследовано влияние физических свойств покрытия, характера начальных воздействий и направленности вектора поляризации покрытия и подложки на особенности распространения ПАВ.

18:37–18:57

Аннотация

Исследуются механические свойства керамических материалов, полученных методом стереолитографии на основе различных связующих в результате разных технологических процессов. Ранее авторами в работах была предложена модификация 3D-принтера Plan-B, обеспечивающая изготовление образцов керамик на основе водных и эпоксидных связующих и порошков кремния. Указанные материалы, полученные в результате спекания без приложения давления при температуре до 1400 °C, имеют пористость структуры до 70%, предел прочности при трехточечном изгибе до 5.2 МПа и модулю Юнга до 2,6 ГПа. Предложена модификация технологического процесса для кремний-эпоксидных керамик, основанная на уплотнении и высокотемпературной сушке с целью повышения механических свойств за счет снижения пористости.

18:10–18:30

Аннотация

Аннотация. Методом атомно — силовой микроскопии исследованы особенности распределения микро и наноразмерных наполнителей в силоксановых матрицах. Установлена корреляция полученных данных с физико — механическими свойствами этих композитов.

12:48–13:08

Аннотация

Работа посвящена актуальной проблеме интенсификации фильтрационных процессов в гетерогенных нефтенасыщенных средах. Достичь предлагаемых целей предлагается волновым воздействием на продуктивный пласт с целью интенсификации процесса добычи нефти и повышения полноты извлечения ее из недр, в особенности — высоковязкой нефти и природных битумов. Установлено, что волновое воздействие позволяет интенсифицировать процесс фильтрации флюидов, насыщающих пористые коллектора. За счет изменения свойств насыщенной пористой среды происходит увеличение проницаемости водонасыщенных пород, что существенно повышает фильтрацию флюидов в пористой среде. Проведенные промысловые испытания подтверждают рентабельность разработки месторождений с помощью волнового воздействия на пласт.

05:01–05:21

Аннотация

Проведено исследование задач прогнозирования ресурса, долговечности полимерных, композиционных материалов в рамках постановок обратных задач прогнозирования, связанных с разработкой требований, условий на задачи прогнозирования, условиям проводимых экспериментов, разработкой требований, условий к разрабатываемым моделям долговечности, в рамках которых можно гарантировать разработку теоретического прогноза с заранее заданной точностью не ниже предельно допустимой точности прогноза. Разработаны многопараметрические модели, описывающие воздействие нескольких факторов различной физической природы на композиционные материалы и конструкции.

00:36–00:56

Аннотация

Соавторы:
Зазовский Л.М., МИРЭА
Некрашевич А.В., МИРЭА
Прищеп В.Л., доцент РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

В докладе приведены способы упрощения моделирования процесса горячего изостатического прессования изделий сложной формы, позволяющие избежать трехмерного моделирования и сократить время расчета подобных изделий. Приведены примеры расчета подобных изделий по анизотропной модели в сравнении с расчетом по обычной модели.

23:17–23:37

Аннотация

В настоящем исследовании были рассмотрены изготовленные из пластика прямоугольные образцы, подверженные сканированию на компьютерном томографе. Полученные данные бинаризировались и дискретизировались. Строилась регулярная сетка из 8-узловых конечных элементов по маске данных. Впоследствии была построена связанная конечно-элементная сетка репрезентативного элемента. Таким образом, на основе полученной модели было найдено распределение интегральных механических свойств всего образца с заданным уровнем дискретизации.

22:55–23:15

Аннотация

В работе были рассмотрены жидкие полиуретановые двухкомпонентные пластики холодного отверждения ЛасилКаст Lc-12.. Пористые образцы подвергались сканированию на компьютерном томографе Vatech PaX-I 3D. Полученные данные позволяют вносить соответствующие корректировки в биомеханические модели

19:31–19:51

Аннотация

Аннотация
Доклад посвящен разработке физико-механических моделей и теоретическому исследованию процессов залечивания и самозалечивания дефектов и трещин в структурно-неоднородных средах. В качестве объектов исследования рассмотрены композиционные материалы на основе полимерной матрицы.

16:39–16:59

Аннотация

В работе для исследования процессов образования текстуры деформируемого поликристалла или фрагментации зерен предложен способ, трактующий поворот кристаллической решетки или материала как внутреннюю степень свободы. Для простоты рассмотрен плоский случай, для которого поворот всегда происходит вокруг нормали к плоскости, характеризующей среду. Исследованы двумерные неупругие деформации, развивающиеся в этой же плоскости.

16:37–16:57

Аннотация

В работе исследуется строение тензора линейно-упругих свойств анизотропной среды с по-мощью дискретного подхода на основе потенциалов моментного взаимодействия частиц. Перенос механических свойств дискретной системы частиц на сплошную среду выполняется в рамках энергетического подхода, согласно которому плотность потенциальной энергии взаимодействую-щих частиц ставится во взаимно-однозначное соответствие плотности внутренней энергия точки сплошной среды. С помощью такого отображения вводится понятие тензора упругих модулей, приписываемых дискретной системе.

08:58–09:18

Аннотация

Проведено экспериментальное исследование давления развертывания цилиндрической оболочки композитного материала в процессе полимеризации. Испытуемый образец — углеродная преформа-рукав («чулок») саржевого плетения 2×2, диаметром от 20 мм. Для изготовления препрега использовалась эпоксидная композиция — эпоксидная смола L и отвердитель EPH 161. Измерения давления развертывания выполнены на модульном испытательном стенде, включающем все необходимые элементы для проведения экспериментов. Измерена зависимость давления развертывания от времени полимеризации. Определено время, в течение которого препрег сохраняет эластичные свойства. Проведены реологические испытания используемой клеевой композиции. Обнаружена корреляция времен эластичной полимеризации и процесса сшивки молекул.

19:33–19:53

Аннотация

Аннотация. Изучена структура поверхности полимерных пористых мембран с помощью атомно — силовой микроскопии. Определены механические свойства исследованных материалов.

10:50–11:10

Аннотация

Рассматриваются вопросы построения конститутивной модели неупругого деформирования поликристаллического материала при термомеханических воздействиях с учетом твердотельных фазовых превращений, которые могут реализоваться в материалах. Предложены геометрически нелинейные определяющие и кинематические соотношения для материала на мезоуровне, учитывающие наличие больших градиентов перемещений. В качестве критерия фазового превращения используется условие, полученное на основе принципов классической термодинамики необратимых процессов.

19:41–20:01

Аннотация

Рассматривается задача деформирования и аэродинамического нагружения тонкого профиля прямого крыла большого удлинения, который состоит из недеформированной носовой части и упругого хвостика.

10:11–10:31

Аннотация

В работе для исследования процессов образования текстуры деформируемого поликристалла или фрагментации зерен предложен способ, трактующий поворот кристаллической решетки или материала как внутреннюю степень свободы. Для простоты рассмотрен плоский случай, для которого поворот всегда происходит вокруг нормали к плоскости, характеризующей среду. Исследованы двумерные неупругие деформации, развивающиеся в этой же плоскости.

13:13–13:33

Аннотация

В данной работе синтезирован ряд полиуретанов из компонентов применяемых для полиуретанов медицинского назначения. Синтезированные полиуретаны обработаны ионами азота с энергиями 20 кэВ при различных значениях дозы обработки в вакууме при давлении азота 2 мТорр. Поверхность полиуретанов исследована различными методами. После обработки на поверхность полиуретана нанесен монослой белка и измерена специфическая адсорбция белка на его поверхности. Показано, что ионная обработка поверхности полиуретанового имплантата обеспечивает ковалентное связывание белка с поверхностью при сохранении конформации и биологической активности белка. Исследовано взаимодействие эндотелиальных клеток с поверхностью полиуретана. Исследована реакция тканей организма мыши на имплантацию полиуретана в течение 5 месяцев. Гистологический анализ показал, что обработанный полиуретан с активным карбонизованным слоем вызывает более слабую реакцию иммунной системы. Результаты исследования в целом показали, что активный карбонизованный слой на поверхности имплантата способен ковалентно связывать белки организма с сохранением конформации белковой молекулы, что способствует полной эндотелизации поверхности имплантата и уменьшает реакцию иммунной системы на инородное тело. Данная технология перспективна для создания искусственных неотторгаемых имплантатов различного назначения.

17:07–17:27

Аннотация

Предложен вариант подхода послойного анализа, при котором можно создавать и применять разные модели для расчета слоев, используя аналитические и численные методы. В соответствие с разрабатываемым подходом модели строятся отдельно для несущих слоев и заполнителя трёхслойных оболочек. При необходимости заполнитель разбивается по толщине на дополнительные слои. Затем все слои собираются в блоки, с помощью которых проводиться моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) трёхслойных оболочек.

Разработан алгоритм конечно-элементной реализации предложенного варианта подхода для послойного анализа НДС в общем случае нерегулярных трехслойных оболочек.
Построенные модели позволят исследовать НДС трехслойных оболочек с переменными толщиной и физико-механическими характеристиками (ФМХ) слоев, учесть наличие вырезов, конкретные условия приложения нагрузок к слоям и различные условия их закрепления, изменение параметров НДС по координатам, в т. ч. по толщине заполнителя, провести учет которых при обычно применяемых подходах, как правило, не удается, а также провести анализ влияния размеров вырезов, геометрических и ФМХ несущих слоев и заполнителя на НДС трехслойных оболочек при разнообразных граничных условиях и действии различных нагрузок.

16:29–16:49

Аннотация

В работе представлено определение механических характеристик слоистого композиционного материала. По имеющимся характеристикам волокна, связующего и их объемного содержания в композите проведен аналитический расчет основных характеристик монослоя. В результате получено удовлетворительное совпадение теоретических и экспериментальных результатов.

18:26–18:46

Аннотация

Рассмотрены вопросы построения двухуровневой модели, основанной на физической теории упруговязкопластичности, применительно к процессам неупругого деформирования поликристаллических материалов в случае больших градиентов перемещений

12:38–12:58

Аннотация

Разработана методика численного исследования нелинейного нестационарного деформирования и потери устойчивости цилиндрических оболочек из композитных материалов при комбинированных квазистатических и импульсных воздействиях. Кинематическая модель деформирования композитного материала основана на прикладной геометрически нелинейной теории оболочек. Геометрические зависимости базируются на соотношениях простейшего квадратичного варианта нелинейной теории упругости. Физические соотношения композитного слоя формулируются на основе обобщенного закона Гука для ортотропного материала с учетом гипотез прикладной теории оболочек. Энергетически согласованная система уравнений движения в прикладной теории оболочек выводится из условия стационарности функционала полной энергии оболочки. Критическая нагрузка потери устойчивости определяется по характерному излому на кривой зависимости максимального прогиба от амплитуды воздействия. Численный метод решения сформулированной задачи основывается на явной вариационно-разностной схеме. Квазистатический режим нагрузки моделируется заданием внутреннего давления в виде линейно растущей функции с выходом на стационарное значение в течение трех периодов колебаний композитной цилиндрической оболочки по низшей форме.
Для обоснования достоверности и точности предлагаемой методики проведено сопоставление численных расчетов с экспериментальными данными по динамической устойчивости изотропных цилиндрических оболочек, предварительно нагруженных внутренним давлением и последующим импульсом внешнего давления с различными скоростями.
Приведены результаты исследования влияния предварительного статического нагружения внутренним давлением на потерю устойчивости композитной цилиндрической оболочки при последующем динамическом нагружении внешним давлением, из которых видно, что внутреннее давление оказывает существенное влияние как на величину критической нагрузки потери устойчивости оболочки, так и на характерные формы волнообразования композитных цилиндрических оболочек.

15:47–16:07

Аннотация

Аннотация
В трехмерной лагранжевой постановке рассматривается процесс высокоскоростного соударения слоисто-разнесенных стальных преград со стальными шарами, моделирующими осколки космических тел и искусственных объектов. Задача решается в широком диапазоне скоростей (до 7 км/с) с учетом вероятностного характера дробления материала взаимодействующих тел. Соударение происходит как по нормали, так и под углом к поверхности преграды. Предложенный в работе подход к решению задач фрагментации позволяет в наиболее полной, с физической точки зрения, трехмерной постановке воспроизводить процессы пробития многослойных преград высокоскоростными элементами разрушенных конструкций и осколками космических тел.

13:58–14:18

Аннотация

Предлагаемая математическая модель описания диффузионных процессов в смеси полимера с двумя жидкими компонентами основана на теории смеси взаимопроникающих континуумов. При построении модели использовались законы термодинамики массообменных процессов. При этом, постулировалось, что каждый континуум двигается по своим законам, удовлетворяя уравнениям неразрывности, сохранения импульса и энергии. Уравнения, описывающие движение жидких компонентов, сформулированы в координатах, связанных с полимерным компонентом смеси.

19:29–19:49

Аннотация

Соавторы:

Dr. Gerard Raisson, Consultant
Address: 5 impasse J.B.Lully
Cournon D’Auvergne, France 63 800,

Бочков Андрей Валерьевич,
аспирант МИРЭА

Козырев Юрий Михайлович,
аспирант МИРЭА

В докладе рассмотрены принципы моделирования процесса горячего изостатического прессования порошковых изделий цилиндрической формы, предполагая, что его длина существенно превышает радиус, и влиянием торцевых стенок капсулы можно пренебречь.

16:02–16:22

Аннотация

Предложены новые конструкции [Патент RU № 2 630 537. Волоконно-оптический датчик давления / Паньков А.А., опубл. 11.09.2017; заявка № 2 016 136 058 от 06.09.2016 г.] внедряемых в диагностируемые области пьезоэлектролюминесцентных оптоволоконных датчиков для уточненного диагностирования давления и сложного объемного напряженно-деформированного состояния внутри композитных конструкций с использованием разработанных алгоритмов обработки приемником-анализатором интенсивностей интегральных оптических сигналов на выходе из световода датчика. Информативные световые сигналы возникают на локальных участках датчика в силу механолюминесцентного эффекта, обусловленного взаимодействием пьезоэлектрического и электролюминесцентного элементов датчика, и передаются по световоду к приемнику-анализатору; наличие в датчике управляющих электродов позволяет диагностировать локации неоднородностей деформационных полей в композитных конструкциях. Представлены результаты численного моделирования взаимодействия и распределения неоднородных связанных электроупругих полей в элементах фрагмента датчика, внедренного в деформированный композитный объем волокнистого стеклопластика, полученные с использованием многопроцессорного вычислительного комплекса Центра высокопроизводительных вычислительных систем Пермского национального исследовательского политехнического университета в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS. Рассчитаны значения информативных и управляющих передаточных коэффициентов датчика, необходимые для диагностирования компонент тензоров деформаций на макро- и микроуровнях композитной конструкции.