SCI Библиотека

Сложные пористые структуры, основанные на трижды периодических минимальных поверхностях, обладающие высокими удельными показателями физико-механических характеристик, находят все более широкое применение во многих отраслях промышленности. Численный анализ имеет большое значение при оценке несущей способности и механического поведения таких структур. В работе представлены результаты конечно-элементного анализа напряженно-деформированного состояния структур, составленных из трижды пери-одических минимальных поверхностей, под действием сжимающей нагрузки. Сложность моделирования отклика таких структур на механическое воздействие заключается в большой размерности задачи, обусловленной необходимостью мелкой дискретизации, требуемой для адекватного представления сложной геометрии модели. Показаны этапы построения фасетной геометрии для формирования численных моделей. На примере поверхностей Шёна IWP и примитивов Шварца рассмотрено влияние типа и параметров данных структур на их меха-ническое поведение при сжатии. Выполнен анализ жесткостной эффективности в зависимо-сти от топологии структур.

Упругие свойства ряда бинарных сплавов титана Ti-Ме (Ме = V, Nb, Mo, Ta) c объемно-центрированной структурой расчетов с использованием методов точных МТ-орбиталей в приближении когерентной способности. Показано, что константы упругости C 11 и C 12 увеличиваются с концентрацией второго компонента в сплавах β-Ti-Me, хотя последняя слабо зависит от содержания, тогда как C 44 снижается в V и Nb, но это предусмотрено для Мо и Та. Расчет плотностей электронного течения показал, что концентрационное поведение C 11 обусловлено своеобразными химическими связями со следующими соседями, что наиболее выражено при увеличении числа d-электронов данного элемента. Установлено, что для всех изученных бинарных сплавов наименьшие значения модуля Юнга могут быть обнаружены вблизи области нестабильности β-фазы, а также в направлении <100>. С ростом содержания тантала анизотропия модуля Юнга уменьшается, но тогда ее характер сохраняется, как сплавы с V, Nb и Mo, при некоторых основах второго компонента становятся практически изотропными и меняется характер анизотропии. В результате полученные характеристики упругости бинарных титановых сплавов находятся в хороших согласованиях с учетом экспериментальных и теоретических данных.

В статье рассматривается напряженное состояние сплошных и тонкостенных балок треугольного сечения, которые могут выполнять роль конструктивных элементов космических кораблей. Наиболее перспективными для изготовления балок считаются материалы на углеродной основе. Они имеют высокие механические и приемлемые технологические свойства, обладают также невысокой плотностью. Результатом специальных технологий изготовления таких материалов и балок из них является разномодульность, проявляющаяся при изгибе, что приводит к определенным трудностям при расчетах на прочность, так как положение нейтральной линии сечения при изгибе зависит от соотношения модулей Юнга при растяжении и сжатии. В настоящей статье изложены результаты исследования напряженного состояния изгибаемых балок сплошного и тонкостенного треугольного сечения, приводятся примеры расчетов на прочность балок из углепластиков М46 и IMS-65, даются некоторые практические рекомендации по расчетам.

В данном исследовании рассматриваются современные подходы к определению напряженно- деформированного состояния тонкой пластины из начально-изотропного материала в связанной постановке под действием термомеханической нагрузки. Описываются методы решения задачи связанной термоупругости, в том числе в расчетном комплексе ANSYS, который теперь позволяет учитывать различное деформирование физически нелинейного материала при растяжении и сжатии. Решение осуществляется для элемента конструкции, выполненного из материала с физико-механическими характеристиками, зависящими от вида напряженного состояния. Представлено численное решение связанной задачи для тонкой прямоугольной пластины с механической и термической нагрузкой с учетом физической нелинейности материала. Результаты сравниваются с полученными ранее решениями на основе известной теории деформирования разносопротивляющихся материалов с использованием объемных изопараметрических конечных элементов и учетом температурных эффектов

Один из подходов к повышению смачиваемости дисперсных частиц наполнителя полимером основан на формировании полимерной оболочки на поверхностях частиц. Различия механических свойств ортотропного полимера и капсулированных частиц наполнителя являются основной причиной возникновения локальных напряженно-деформированных состояний в областях наполнителя. В работе представлены результаты математического моделирования формирования остаточных технологических напряжений на примере структурной модели полимерных композиционных материалов. Показана зависимость этих технологических напряжений от ориентации молекул полимера в кристаллитах по отношению к частицам наполнителя.