Предлагается вариант теории армирования композиционных материалов, позволяющий при прогнозировании упругих макроскопических характеристик ввести в определяющие соотношения явным образом параметры армирования при произвольном дискретном и непрерывном пространственном распределении армирующих волокон.

Исследуются вопросы применимости методов теории возмущений к решению упругих задач рационального армирования плоских композитных конструкций с равнонапряженной арматурой постоянного поперечного сечения. На базе этих методов впервые получены двумерные решения для соответствующих граничных задач. Показаны возможность существования нескольких решений таких задач при одних и тех же входных данных и возможность целевого управления на множестве проектов с равнонапряженной арматурой. Приводятся сравнения точных и приближенных решений для односвязных и двусвязных конструкций.

Выполнено численное исследование упругого деформирования перекрестно-армированных и составных многослойных конструкций, выполненных намоткой однонаправленного композита (органопластика Kevlar49/PR-286) на тонкостенную металлическую оправку. Рассмотрено двухкомпонентное статическое нагружение, включающее комбинированное действие температуры и внутреннего давления. Проанализировано влияние углов намотки на величины упругих деформаций. Выявлены структуры пакетов слоев и схемы армирования, обладающие размеростабильными свойствами. На примере тонкостенного трубопровода с протекающей жидкостью показано, что применение рамеростабильных композитных конструкций позволяет заметно понизить уровень рабочих усилий и напряжений в трубах. Расчеты выполнены методом конечных элементов (МКЭ) в перемещениях.

Исследовано влияние скорости растяжения έ, типа и соотношения смешиваемых полимеров, а также типа вулканизующей системы на механические свойства динамических термоэластопластов на основе полипропилена, этиленпропилендиенового каучука и сополимеров этилена и октена «Engage». Диаграммы напряжение σ — удлинение ε спрямляются в координатах σ — (λ-λ^-2), где λ=1+ε и не проходят через начало координат. Показано, что начальный модуль при относительном удлинении 1%, а также модули при относительных удлинениях 100% и 200% увеличиваются с ростом содержания полипропилена, при замене части каучука на сополимер этилена и октена, при использовании бессерной вулканизующей системы, а также с ростом скорости деформации. Значения предельной прочности возрастают с увеличением έ, при использовании сополимеров октена и этилена, а также при применении серной вулканизующей системы. Результаты рассмотрены в рамках теории вязкоупругости. Сделано предположение, что на начальной стадии деформирования смеси деформируется полиолефин, а затем межфазный слой на границе раздела фаз. Предельные величины прочности и удлинения определяются преимущественно растяжением сшитого эластомера.

Построена обобщенная одномерная модель пьезокомпозита 1-3 связности при гидростатической нагрузке. Получены эффективные модули композита, зависящие как от модулей пьезокерамики, так и полимерного заполнителя. Рассмотрена задача о поведении эффективных характеристик в зависимости от формы керамических стержней, их размера и расположения в композите. На основе построенных параметрических поверхностей показаны преимущества использования пьезокомпозитов по сравнению с чистой пьезокерамикой. Проведен сравнительный анализ 1-3 пьезокомпозитов при гидростатической и гармонической нагрузках.

This paper studies in detail the factors leading to the surge and the preventative surge control theory of the type of D200-0.28/0.97 high pressure centrifugal air-blower from the experience of installing, testing and using it in the nonferrous metal industries, a simple and reliable preventative surge control method is presented. The preventative surge control point is calculated in the centrifugal air-blower and the operation specification of preventative control surge is put forward. It can be proven that the preventative surge control method is simple, reliable, safe and particle.

Развитие синергетики, фрактальной геометрии и вычислительных технологий решения задач механики твердых деформируемых сред создало перспективы в оптимальном управлении свойствами и структурами материалов при их синтезе, обработке и работе в конструкции. В настоящей работе представлены результаты математического моделирования нелинейной термомеханики с режимом обострения при скоростном взаимодействии энергонесущего тела (стальной дроби) с преградой и физического эксперимента по исследованию структурообразования в локальном объеме зоны соударения на основе методологии мультифрактальной параметризации. Установлено соответствие результатов компьютерного анализа термодеформационных явлений с проявлением режимов обострения температуры и экспериментов в детерминированности структурообразования в локальном объеме соударения.

На примере случайных колебаний жидкометаллического контакта рассмотрен случай вязкой диссипации. Показано, что нелинейные колебания сопровождаются преобразованием частот, что, в свою очередь, приводит к дополнительной диссипации.

Описывается эффективный экспериментально-теоретический метод исследования механических свойств одно и многослойных полимерных пленок неоднородной структуры, основанный на синтезе экспериментального и теоретического подходов. При исследовании прочностных характеристик тонких пленок традиционными методами встречаются некоторые трудности. Например, при стандартном одноосном растяжении образцов наблюдается большой разброс результатов испытания, возникают сложности при исследовании полимерных пленок неоднородной структуры и т.д. Очевидно, что для исследования двумерного объекта, тем более для объекта неоднородной структуры, необходимо рассматривать двумерные образцы. Численное решение задач для резиноподобных мембран рассматривается в [1,2,3].

Изложены результаты апробации предлагаемой методики изучения механического отклика тканой волоконной системы на динамическое воздействие со скоростью деформации до 10³ с^-1. Разработан испытательный комплекс для метрологической реализации динамического контроля системности характеристик малогабаритных тканых образцов в виде микрополосок при скоростном разрушении во временном диапазоне 500-1500 мкс. Отдельные результаты апробации иллюстрированы данными испытаний, полученными для ряда современных промышленных тканей.

Обсуждаются методика и результаты численного анализа внутренних напряжений и деформаций в дисперсно-наполненном полимерном материале при изменении его температуры, когда матрица и включения имеют различные теплофизические свойства. Пространственно-временные распределения температуры определяют постановку задач на мезоуровне, где рассматривается представительный объем (мезообъем) материала как матрица с относительно небольшим числом включений. Анализ детального распределения напряжений и деформаций в окрестности включения позволяет сформулировать утверждение, что одной из причин образования межфазного слоя на границе «матрица-включение» могут служить возникающие особенности напряженно-деформированного состояния. Этим же обстоятельством можно объяснить существенные расхождения получаемых теоретически макрохарактеристик высоконаполненного полимерного композитного материала с их экспериментально полученными значениями.

Каркасная теория развивает структурную макроскопическую теорию [1] применительно к средам с глобально и локально искривленными волокнами. На базе каркасной теории выполняется строгое описание макроскопического поведения сред волокнистых композитов при малых и больших деформациях. Построение теории основывается на введенном понятии каркасных точек композитного материала. В каркасной теории, как и в структурной макроскопической, неразрывно сочетаются микромеханический и макромеханический уровни анализа среды. Объединение микро- и макромеханики композитов осуществляется на основе каркасного поля перемещений, определяющего положения каркасных точек в текущей среде и текущую макроскопическую конфигурацию среды композита. Применяемая концепция макроскопических напряжений позволяет проводить исследования композитных сред при неограничиваемых деформациях структурных составляющих. Материалы структурных составляющих могут описываться упругими и более общими, реологическими моделями. Теория также распространяется на среды матричных композитов, слоистые и гибридные среды с неискривленными и искривленными структурами.