В.М. Фомин1, Т.А. Брусенцева1,2, С.э. Лукин1, А.Н. Багрецова1 1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия fomin@itam.nsc.ru 2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия brusentseva@itam.nsc.ru
Ключевые слова: эпоксидная смола, фотолюминесцентный порошок, модуль упругости, освещенность, время затухания
Страницы: 90-98
Проведены механические испытания на одноосное растяжение и трехточечный изгиб образцов полимерного композита, изготовленного из эпоксидной смолы Crystal 85-5, модифицированной фотолюминесцентными порошками MHG-4E (средний размер частиц 5÷15 мкм) и ФВ-530Д (средний размер частиц 25 мкм). Получена зависимость модуля упругости от концентрации наполнителя. Исследованы фотолюминесцентные свойства полученных композитов. Установлена зависимость интенсивности послесвечения от массовой доли наполнителя в композите
Я. Ву1,2, Г. Сунь1, С. Лю1, Ч. Ли1, Ш. Хань1 1Шанхайский технологический институт, Шанхай, Китай wuyan613613@126.com 2Шанхайский технологический центр исследований газовых месторождений, сверхтвердых покрытий и оборудования, Шанхай, Китай
Ключевые слова: лазерная сварка, алюминиевый сплав 6061, бескислородная медь марки TU1, сварное соединение Cu-Cu-Al, сварной шов, микроструктура
Страницы: 115-126
Изложены результаты исследования параметров лазерной сварки пластины из алюминиевого сплава 6061 с двумя слоями бескислородной меди марки TU1. Изучены процесс формирования шва и микроструктура сварного соединения Cu-Cu-Al при различных значениях параметров. Исследование макро- и микроструктуры сварного шва проводилось с использованием сканирующих электронных микроскопов Axio Observer D1M и Gemini SEM 300. Ширина и глубина ванны расплава, а также механические свойства сварного соединения Cu-Cu-Al изучались с использованием полуавтоматического прибора Eagle-MD и машины для проведения экспериментов на растяжение и сжатие YH-9002. Из девяти испытанных образцов лучшие характеристики имели образцы, полученные при мощности лазера 1600 Вт и скорости сварки 90 мм/с. Поверхность алюминиевой пластины имела более сложную металлографическую структуру, чем поверхность медной пластины
На основе решения ячеечной задачи теории упругости проведен анализ основных типов деформирования связующего, перекрестно армированного волокнами композита. Показано, что все предсказанные ранее возможные типы локального деформирования связующего волокнистого композита выявляются в численных решениях ячеечной задачи теории осреднения. Локальное напряженно-деформированное состояние связующего существенно зависит от формы поперечного сечения волокон. В случае волокон с квадратным поперечным сечением возможна оценка напряженно-деформированного состояния с помощью явных формул, в то время как для волокон с сечениями другой формы для расчета напряженно-деформированного состояния необходимо использовать компьютер
И.В. Андрианов1, А.Г. Колпаков2, С.И. Ракин3 1Рейнско-Вестфальский технический университет, Ахен, Германия igor.andrianov@gmail.com 2Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, Новосибирск, Россия algk@ngs.ru 3Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск, Россия rakinsi@ngs.ru
Ключевые слова: композит, осреднение, тепловыделение, закон Джоуля - Ленца
Страницы: 138-145
Установлено, что тепловыделение в гомогенизированной модели композита описывается законом Джоуля - Ленца для осредненной силы тока и напряжения. Показано, что значения локальной напряженности электрического поля и локальной силы электрического тока в реальном композите обычно существенно отличаются от соответствующих значений в осредненной модели, несмотря на то что потенциалы электрического поля в осредненной модели и реальном композите близки
С использованием различных аналитических моделей течения Дарси в пористых средах изучены критические режимы течения и режимы течения в каналах при наличии препятствий. Получено аналитическое выражение для поперечной проницаемости каналов при наличии в них пространственно-периодических массивов непроницаемых цилиндров, которое описывает различные асимптотические режимы. Вычислена продольная проницаемость для квадратного массива цилиндров. Исследовано поперечное обтекание шестиугольных и квадратных массивов цилиндров с использованием разложений решения в случае малой концентрации и теории смазки при большой концентрации цилиндров. Рассмотрены трехмерные периодические массивы сферических препятствий. Формулы для силы сопротивления, оказываемого различными массивами препятствий, выводятся путем разложения формулы, справедливой при малых концентрациях препятствий. С помощью разложения формулы, справедливой при малой амплитуде волнистости, изучается течение Стокса через двумерные и трехмерные каналы с двумя волнистыми стенками. При различных значениях параметра волнистости получены компактные формулы для проницаемости в виде фактор-аппроксимаций. Рассмотрены различные степенные законы для течений с большими параметрами волнистости стенок канала, а также существующие разложения в случае малых амплитуд
Х. Юджель1, Д. Каплунов2, Н. Эге3, Б. Эрбаш3 1Башкентский университет, Анкара, Турция hazely@baskent.edu.tr 2Килский университет, Кил, Великобритания j.kaplunov@keele.ac.uk 3Эскишехирский технический университет, Эскишехир, Турция nsahin@eskisehir.edu.tr
Ключевые слова: теория полумембранных оболочек, плоская деформация, собственные частоты, асимптотический анализ
Страницы: 164-176
Рассматривается классическая гармоническая по времени задача о плоской деформации цилиндрической упругой оболочки, нагруженной жидкостью. Представлены результаты низкочастотного асимптотического анализа. Получены явные формулы для собственных частот. Сформулирована уточненная теория полумембранных оболочек. Показано, что инерция оболочки не оказывает существенного влияния на низшие собственные частоты. Установлено, что окружная компонента напряжения изменяется по параболическому закону
Исследуются эффективные тепловые характеристики композитных материалов, использующихся в теории твердотельного охлаждения. Рассматриваются два класса композитов: слоистые структуры, состоящие из большого количества наноразмерных слоев, и двухфазные зернистые композиты. Предполагается, что границы между средами являются неидеальными. При переходе через них температура испытывает скачок Капицы. Для получения эффективных характеристик слоистых структур используется матричный метод усреднения. Усреднение характеристик зернистых композитов основано на подходе Бруггемана. Получены формулы, учитывающие влияние межслойного сопротивления Капицы на усредненные тепловые характеристики структуры. Найдены выражения для средних значений тепловых источников
Г.И. Михасев
Харбинский технологический институт, Харбин, Китай mikhasev@hit.edu.cn
Ключевые слова: микро- и нанобалки, теория поверхностной упругости, асимптотическое интегрирование, сдвиг, уравнение движения, собственные колебания
Страницы: 214-225
Рассматривается малоразмерная упругая изотропная полоса-балка, нагруженная переменными объемными и поверхностными силами. На лицевых поверхностях учитываются поверхностные касательные напряжения и инерция в рамках поверхностной теории упругости Гуртина - Мурдоха. Методом асимптотического интегрирования уравнений двумерной теории упругости по толщине полосы выводятся асимптотически корректные уравнения, описывающие длинноволновую изгибную деформацию микро- и нанобалок с учетом сдвигов и поверхностных эффектов. Исследуется влияние поверхностных напряжений и инерции на нижний спектр собственных колебаний металлических микро- и нанобалок. Показано, что поверхностная инерция оказывает такое же влияние на спектр собственных частот изгибных колебаний, как и поверхностные напряжения
Рассматривается процесс потери устойчивости фермы Мизеса в случае неустойчивости материала, т. е. при учете потери эллиптичности. Построены диаграммы деформирования. Получены результаты, позволяющие исследовать выпучивание тонкостенных конструкций (арок, оболочек), изготовленных из материалов, для которых возможна потеря эллиптичности уравнений равновесия
А.А. Бобылев1,2 1Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия abobylov@gmail.com 2Московский центр фундаментальной и прикладной математики, Москва, Россия
Ключевые слова: односторонний дискретный контакт, многослойная упругая полоса, граничное вариационное неравенство, оператор Пуанкаре - Стеклова, преобразование Фурье
Страницы: 230-242
Рассмотрены задачи о вдавливании жесткого штампа конечных размеров с поверхностным микрорельефом в многослойную упругую полосу. Приведены граничные вариационные формулировки задач с использованием оператора Пуанкаре - Стеклова, отображающего контактные напряжения в перемещения. При аппроксимации этого оператора использовалось дискретное преобразование Фурье, для вычисления передаточной функции применялся алгоритм, построенный на основе вариационной формулировки краевой задачи для трансформант перемещений. В результате аппроксимации исходной контактной задачи получена задача квадратичного программирования с ограничениями в виде равенств и неравенств, для численного решения которой использован алгоритм на основе метода сопряженных градиентов. Установлен ряд закономерностей контактного взаимодействия