ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ УПРУГОСТИ С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПИИ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ НАМОТКИ ОТВЕТСТВЕННЫХ ОБОЛОЧЕК И СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СУДОСТРОЕНИИ И ПОРТОВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЕ
Аннотация
В статье рассмотрен новый многоуровневый подход, позволяющий на этапе проектирования конструкций из композитных материалов, полученных методом намотки, определить основные наиболее важные физико-механические характеристики для этих конструкций в зависимости от анизотропии, отвечающие за напряженно-деформированное состояние и критические нагрузки, приводящие к разрушению. Изложены результаты, которые показывают, что в плоскости, перпендикулярной волокнам, постоянные упругости могут иметь несколько экстремальных значений в зависимости от сочетания величин модулей упругости и коэффициентов поперечной деформации. Приведены результаты расчетов и построенные на их основе характерные кривые, подтверждающие анизотропию свойств основных физико-механических характеристик композиционного материала. В целом предложенная теория после дополнительных экспериментальных исследований может быть адаптирована не только для расчета оболочек из композиционных материалов, но и для других конструктивных исполнений.
Ключевые слова
композиционные материалы, математическая модель, цилиндрические оболочки, анизотропия свойств, модуль упругости, главные напряжения, постоянные упругости, коэффициент Пуассона, модуль сдвига, Poisson’s ratio
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Абозин И. Ю. Некоторые вопросы механической лезвийной обработки углепластиков / И. Ю. Абозин, В. М. Петров // Вопросы материаловедения. - 2001. - № 2. - С. 86-92.
Безпальчук С. Н. Обобщенная модель состояния качества поверхности ответственных деталей судовых энергетических установок выполненных из композиционных углепластиков / С. Н. Безпальчук, А. А. Буцанец, В. М. Петров // Вестник Государственного морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 1 (29). - С. 97-102.
Белецкий Е. Н. Учет физико-механических характеристик композиционных углепластиков, влияющих на процессы разрушения при реализации технологического процесса механической обработки и экстремальных условий эксплуатации / Е. Н. Белецкий, В. М. Петров, С. Н. Безпальчук // Вестник Государственного морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 2 (24). - С. 66-73.
Пат. 2188834. Российская Федерация. Антифрикционная композиция / В. В. Рыбин, В. М. Петров, А. Н. Пономарев, Ю. В. Абозин, В. Е. Бахарева, М. В. Малинок, В. А. Никитин; заявитель и патентообладатель ЗАО «АСТРИН-ХОЛДИНГ», ФГУП НИИКМ «Прометей». - № 18138; Заявлено 12.01.2004; Опубл. 20.02.2004; Номер и год публикации бюллетеня 5-2004.
Ашкенази Е. К. Построение предельных поверхностей для плоского напряженного состояния анизотропных материалов / Е. К. Ашкенази // Заводская лаборатория. - 1964. - № 2. - С. 225-227.
Григорович В. К. О наивыгоднейшем направлении волокон в изделиях из анизотропных материалов / В. К. Григорович, Н. Д. Соболев, Я. Б. Фридман // ДАН СССР. - 1952. - Т. 86. - № 4. - С. 703-706.
Росато Д. В. Намотка стеклонитью / Д. В. Росато, К. С. Грове; под ред. В. А. Гречишкина. - М.: Машиностроение, 1969. - 310 с.
Темнов В. Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике / В. Г. Темнов. - СПб.: Компьютербург, 2001. - 61 с.
Лехницкий С. Г. Теория упругости анизотропного тела / С. Г. Лехницкий. - М.: Наука, 1977. - 415 с.
Глухих В. Н. Связь между упругими постоянными цилиндрическими анизотропного тела / В. Н. Глухих // Вестник международной академии холода. - 2008. - № 1. - С. 32-34.
Об авторах
Глухих Владимир Николаевич - доктор технических наук, доцент
СПбГАСУПетров Владимир Маркович - доктор технических наук, профессор
СПбГАСУСойту Наталья Юрьевна - кандидат технических наук, доцент
СПбГАСУ
