ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№3(40) июль-сентябрь 2018

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ МИКРОНЕОДНОРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ

Выпуск № 2 (21) июль-декабрь 2013
Авторы:

Резников Борис Самуилович,
Гобыш Альбина Владимировна
Аннотация
Работоспособность и долговечность конструкций из композитных материалов, находящихся в условиях интенсивных тепловых воздействий, зависит, в частности, от эффективных коэффициентов теплового расширения, которые позволяют оценивать изменения геометрических размеров тела при изменении температуры. Данная работа посвящена определению макроскопических коэффициентов линейного температурного расширения структурно-неоднородных композитов в случае пространственного напряженного состояния при упругом деформировании. Предложенный подход основан на математической модели многофазной среды, принципе эффективной однородности, структурном анализе и корректно сформулированных условиях сопряжения (для деформаций, напряжений и температуры) на границе раздела фаз. Это позволило учитывать достаточно произвольный характер анизотропии элементов композиции (в частности, в случае орторомбической симметрии) и строить иерархию моделей для различных структур композита: взаимного расположения в пространстве любого количества фаз и их объемного содержания. Дан численный анализ влияния упругих характеристик, коэффициентов линейного теплового расширения элементов композиции и структуры композита на эффективные коэффициенты теплового расширения многофазой среды. Проведено сравнение с известными в литературе результатами и получено удовлетворительное совпадение. Предложенный подход и полученные результаты показывают, что за счет выбора структуры композита, механических свойств и коэффициентов линейного теплового расширения элементов субструктуры можно прогнозировать и тем самым целенаправленно проектировать многофазные среды с требуемыми по условиям эксплуатации коэффициентами теплового расширения.
Ключевые слова: математическая модель, микронеоднородные композиты, простран- ственное напряженное состояние, упругое деформирование, эффективные коэффициенты, тепловое расширение

Список литературы
  1. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977, 400 с.
  2. Ванин Г.А. Микромеханика композиционных материалов. Киев: Наук. думка, 1985, 304  с.
  3. Левин В.М. О коэффициентах температурного расширения неоднородных материалов. МТТ. 1967, № 1, С. 88–94.
  4. Кристенсен Р. Введение в механику композитов / Пер. с англ. М.: Мир, 1982, 334  с.
  5. Немировский Ю.В., Резников Б.С. Прочность элементов конструкций из композитных материалов. Новосибирск: Наука, 1986, 166  с.
  6. Немировский Ю.В., Янковский А.П. Рациональное проектирование армированных конструкций. Новосибирск: Наука, 2002, 488  с.
  7. Резников Б.С., Никитенко А.Ф., Кучеренко И.В. Прогнозирование макроскопических свойств структурно-неоднородных сред. Сообщение 1. Изв. вузов. Строительство, 2008, № 2, С. 10–17.
  8. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. М.: Мир, 1964, 518 с.
  9. Подстригач Я.С., Коляно Ю.М. Обобщенная термомеханика. Киев: Наук. думка, 1976, 310 с.
  10. Rosen B.W., Hashin Z. Effective thermal expansion coefficients and specific heats of composite materials, Int. J. Engng. Sci., 1970, vol. 8, pp. 157–173.
  11. Ван Фо Фы Г.А. Температурные смещения и напряжения в стеклоленте. ПМТФ, 1965, № 4, С. 101–106.
Просмотров: 285