В процессе эксплуатации печей пиролиза углеводородов обнаруживается большое число различных дефектов в трубах змеевиков, которые становятся местом возникновения трещин. Отличительной особенностью процесса пиролиза является образование побочного продукта — кокса, который откладывается на внутренней поверхности труб и становится причиной активной диффузии углерода в конструкционный материал — высоколегированную сталь 20Х23Н18. С другой стороны высокие температуры процесса требуют работы конструкционного материала при температурах до 1000⁰С, причем температуры тем выше, чем более массивный слой кокса образуется на внутренней поверхности труб. Повышенные температуры приводят к обезуглероживанию внешней поверхности труб и интенсивному порообразованию по механизму ползучести. Как результат формируются квазимногослойные оболочки, в которых свойства отдельных слоев существенно различаются.

В работе представлены и обсуждаются результаты создания модели распределения полимерного модификатора вдоль волокон тонкомерного торцевого среза в условиях изотермической диффузионной пропитки растворами низкомолекулярных сополимеров. Аналитическая модель получена на основе решения дифференциального уравнения массопереноса для одномерного случая и экспериментального определения эффективных коэффициентов массопереноса. Модель адекватна для частного случая модификации тонкослойных торцевых срезов древесины, полезна при оптимизации технологического режима и прогнозирования свойств конечного изделия.

В настоящей статье показывается, что в неограниченном однородном градиентно-упругом пространстве с поверхностной энергией наряду с SH- волнами могут существовать периодичные во времени антиплоские сдвиговые движения, которые затухают по экспоненциальному закону в направлении, в котором распространялась бы SH-волна. Рассматривается процесс отражения обоих типов движений от свободной границы полупространства. Найдены дисперсионные уравнения поверхностной SH-волны и SH-волны в слое, рассматривая появление этих типов движений в процессе взаимодействия падающих на свободную границу и отраженных от свободной границы движений, распространяющихся в неограниченном пространстве.

На примере задач о статической устойчивости «в большом» прямоугольных в плане многослойных ортотропных оболочек рассмотрены особенности и эффективность семи уточнённых моделей оболочек с учётом геометрической нелинейности.

Представлены результаты экспериментального исследования ползучести намоточного органопластика. Описана методика измерения окружных и осевых деформаций с помощью индикаторов часового типа. Приведены экспериментальные данные, показывающие, что на кривых деформирования органопластика имеется линейный участок, наклон которого не зависит от скорости нагружения и определяет его модуль упругости. Наличие нескольких циклов разгрузка — повторное нагружение практически не влияет на вид кривых ползучести. Разработана наследственная модель деформирования исследуемого органопластика. Выявлено существенное изменение отношений окружных деформаций к осевым во времени.

Приведены результаты экспериментального исследования процесса трения керамической массы. Сравнение двух схем испытания, различающихся конструктивным решением узла трения, показало, что параметры трения в большой степени определяются напряженно-деформированным состоянием образцов и особенностями фрикционного контакта. Независимо от метода испытания, сила трения одинаково нелинейно зависит от нормальной нагрузки. При увеличении нормального давления коэффициент трения снижается, стремясь к нулю. Показана взаимозависимость поверхностных и объемных свойств материала. Предложено уравнение для описания процесса трения дисперсных систем с учетом их состояния.

В композициях с ленточными включениями местами наиболее интенсивного локального деформирования матрицы являются окрестности их вершин. Моделирование напряженно-деформированного состояния в таких зонах затруднено вследствие недостаточности знаний о них. Для матриц, которым присуще упрочнение, материал в областях локального предразрушения будет деформирован за границу пластичности. Влияние упрочнения и неравномерности распределения напряжений в зонах предразрушения вокруг вершин в композиции с абсолютно жестким тонким включением в условиях плоской задачи раньше изучалось в статье [1]. Ниже с использованием подхода работ [2-3] исследуется развитие локализованных с заданным линейным распределением напряжений по длине зон предразрушения в композиции с упругим ленточным включением.

Изучено влияние одноосного сжатия на деформационно-прочностные свойства полученных на основе полиакрилатных связующих твердых композитов из глины, гипса и цементно-песчаных смесей. Выявлен характер разрушения этих композиционных материалов в условиях одноосного сжатия и установлены факторы, определяющие их прочностные характеристики.

В рамках скейлинговой концепции с применением модельных представлений о микроструктуре сетки блок-сополимера получена аналитическая зависимость высокоэластических свойств этой сетки от молекулярных (число сегментов каждого блока и их размер) и структурных (плотность числа отрезков цепей между узлами сетки) параметров. Используется эмпирическое соотношение, известное из литературы, о связи расстояния между концами макромолекул с молекулярной массой. Это позволяет исключить квадрат расстояния между концами макромолекулы и получить соотношение, связывающее упругие свойства сетки на основе блок- сополимера с молекулярной массой молекул блок-сополимера. Предложены различные модификации полученных теоретических соотношений. Отмечается, что особенностью полученных соотношений является отсутствие в явном виде зависимости упругих свойств блок-сополимера от объемных долей компонентов.

Разработана процедура решения задач по определению напряженно-деформированного состояния стеновых плит при широком спектре разнообразных криволинейных структур армирования, которая применяется при расчете критической нагрузки для армированных плит, ослабленных эллиптическим отверстием. Получены значения критической нагрузки в зависимости от типа используемой арматуры и местоположения отверстия. Обнаружено, что изменение структуры армирования плиты c эллиптическим отверстием, находящейся под действием равномерно распределенной нагрузки, существенно влияет на предельную нагрузку и на перемещения. За счет выбора подходящей арматуры можно добиться такого перераспределения полей напряжений и деформаций, которое позволило бы увести места трещинообразования в безопасные зоны.

Исследованы короноэлектреты на основе статистического сополимера трифторхлорэтилена и винилиденфторида и его композиций с диоксидом титана. Выявлено наличие в сополимере двух уровней захвата инжектированных носителей заряда, обусловливающих проявление им высоких и стабильных электретных свойств. Установлена экстремальная зависимость потенциала поверхности и эффективной поверхностной плотности заряда электретных композиций от содержания наполнителя с максимумом при 6 об.%. Повышение электретных свойств композиций при введении наполнителя обусловлено появлением новых уровней захвата носителей на межфазной границе сополимер-наполнитель, последующее понижение — ростом электрической проводимости композиций. Сделан вывод о том, что стабильные электретные свойства фторопластовых композиций позволяют надеяться на перспективность использования исследованных композитов, в частности, в качестве электретных покрытий. Это позволит создавать изделия с повышенной эффективностью работы, в том числе в специфических областях применения.

Для анализа структурных изменений при твердофазной экструзии полимеризационно наполненных композиций на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена используется мультифрактальный формализм. В рамках этого формализма количественно описаны эффекты, наблюдаемые экспериментально в процессе экструзии. Использован чисто геометрический характер расчета основных мультифрактальных характеристик, не зависящий от свойств полимерной матрицы и наполнителя.

Численно моделируется поведение заряда твердого топлива, скрепленного с двухслойной оболочкой, в условиях высокоскоростного удара. Материалы слоев оболочки — ортотропные органопластики. Исследуется влияние ориентации упругих и прочностных свойств материала слоев оболочки на напряженно-деформированное состояние твердого топлива, которое возникает при ударе по РДТТ стальным изотропным ударником в нормаль и под углом. Исследование проводится в рамках феноменологического подхода механики сплошной среды. Моделирование проводится в трехмерном случае методом конечных элементов. Показана возможность существенного ослабления ударных волн в конструкциях, выполненных из анизотропных материалов за счет различной ориентации свойств материала защитной оболочки относительно твердого топлива и направления действия нагрузки.

Проблема поведения составных оболочечных конструкций при действии локальных нагрузок изучена к настоящему времени недостаточно полно. Такое положение обусловлено как сложностью дифференциальных уравнений, описывающих отдельные элементы, так и количеством граничных условий, требующих удовлетворения при стыковке этих элементов [1, 2]. Наиболее широко эта проблема освещена в монографии [3], где рассмотрены вопросы прочности и устойчивости шпангоута, подкрепленного системой оболочек. При этом поведение пристыкованных цилиндрических оболочек описывается уравнениями полубезмоментной теории Власова В.З., а сферической оболочки — безмоментными уравнениями. Такое представление позволяет значительно понизить порядок дифференциальных уравнений и, с приемлемой для практики погрешностью, получить картину напряженно- деформированного состояния системы и довести решение задачи до числовых результатов. В данной работе рассматриваются вынужденные колебания слоистого кольца, подкрепленного двумя ортотропными слоистыми цилиндрическими оболочками и ортотропной полусферой, под действием гармонической нагрузки, равномерно распределенной на некотором участке кольца. Одна из цилиндрических оболочек скреплена по внутренней поверхности с упругим пустотелым цилиндром. Вязко- упругие свойства системы учитываются введением комплексных модулей упругости согласно гипотезе Сорокина Е.С. Функции перемещений системы представляются в виде тригонометрического ряда по угловой координате. Для решения полученных обыкновенных дифференциальных уравнений используется метод граничных параметров [4].