МОДЕЛЮВАННЯ РУЙНУВАННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ У В ИПАДКУ СКЛАДНОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ

УДК:620.179:534.6

Автор:

Космач Олександр Павлович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14035, Україна)

Хоменко Антон Сергійович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14035, Україна)

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Сучасні тенденції розвитку машинобудування основані на використанні прогресивних матеріалів, які мають суттєві переваги у порівнянні з традиційними матеріалами. Дослідження характеру руйнування таких матеріалів під дією експлуатаційних навантажень на стадії проектування виробу забезпечує визначення терміну безвідмовної роботи та працездатності механізмів. Тому існує необхідність дослідження кінетики руйнування композиційних матеріалів при зародженні мікроруйнувань, що відповідає активаційному процесу повного руйнування вузла машини. Постановка проблеми. Дослідження руйнування композиційних матеріалів основані на концепціях представлення однорідності структури, багатокомпонентного матеріалу та його фізико-механічних властивостей. Проблема створення математичних моделей, які описують руйнування композиційних матеріалів, а також методів його контролю, наприклад, за ультразвуковими зміщеннями поверхонь, додатково пов’язана з різноманітними математичними апаратами, що описують кінетику руйнування таких матеріалів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, включаючи концепцію руйнування композиційних матеріалів у вигляді пучка волокон. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Дослідження кінетики мікроструктурних руйнувань поверхонь композиційних матеріалів у випадку складного напруженого стану. Постановка завдання. Підвищення достовірності визначення характеру руйнування композиційних матеріалів у випадку складного напруженого стану основане на розробці моделі, яка враховує характер зміни напруженого стану мікроелементів, а також зміну кількості незруйнованих мікроелементів у часі до повного руйнування зразка. Виклад основного матеріалу. Проведені теоретичні дослідження руйнування волокнистого композиційного матеріалу у випадку складного напруженого стану, який відповідає поперечному навантаженню, що дозволяє встановити закономірності його руйнування в часі залежно від факторів, що впливають. Отримані результати моделювання дозволяють оцінити розподіл міцності та живучість композиційного матеріалу на кожній стадії його руйнування. Висновки відповідно до статті. Розроблена модель руйнування композиційного матеріалу у випадку складного напруженого стану дозволяє оцінити характер руйнування мікроелементів багатокомпонентного матеріалу в часі, а також виявити шляхи підвищення міцності з урахуванням діючих силових навантажень на досліджуваний зразок.

Ключові слова:

композиційний матеріал; волокно; форма; навантаження; напруження; міцність; руйнування.

Список використаних джерел:

1. Shcherbakov R. On modeling of geophysical problems :a dissertation for degree of doctor of philosophy / Robert Shcherbakov. – Cornell university, 2002. – 209 р.

2. Kun F. Damage in fiber bundle models / F. Kun, S. Zapperi, H. J. Herrmann // Eur. Phys. J. B. – 2000. – Vol. 17, No 2. – P. 269–279.

3. Kun F. Damage development under gradual loading of composites / F. Kun, H. J. Herrmann // Journal of Materials Science. – 2000. – P. 35.

4. Raischel F. Local load sharing fiber bundles with a lower cutoff of strength disorder / F. Raischel, F. Kun, H. J. Herrmann // Phys. Rev. E. – 2006. – Vol. 74 (2), № 3. – P. 4.

5. Модель сигнала акустической эмиссии при разрушении композиционного материала под действием поперечной силы / С. Ф. Филоненко, В. М. Калита, А. П. Космач, Т. Н. Косицкая // Технологические системы. – 2010. – № 2 (51). – С. 45–53.

Завантажити