Механика деформируемого твердого тела в проектировании конструкций

Определение критических параметров нагружения конструкции при взаимодействии самолёта с аэродинамическим потоком, является одним из наиболее трудоёмких этапов процедуры предварительного проектирования планера пассажирского самолёта. Что касается СПС, то с учётом расширения диапазона допустимых режимов полёта за счёт сверхзвуковой области, эта задача существенно усложняется, поскольку анализ...

Появление полимерных композиционных материалов (ПКМ) в авиастроении открыло новые возможности по повышению весовой эффективности авиационных конструкций и поставило перед конструкторами задачу по поиску оптимальной конструктивно-силовой схемы (КСС) для данного типа материала. Как показала практика, применение композитных материалов в рамках традиционных (обшивочных) КСС сопряжено с появлением...

Напряженно-деформированное состояние крыла самолета характеризуется достаточно сложным распределением напряжений, сил и моментов в его конструктивно силовых элементах. Расчет значений вышеупомянутых факторов с достаточной степенью точности аналитическим путем невозможен в силу ряда причин, среди которых можно отметить как определенное разнообразие конструктивно силовых схем крыла, так и его...

Одной из основных задач при проектировании авиационной техники является определение нагрузок, действующих на самолёт. Это необходимо для верного подбора характеристик основных элементов конструктивно-силовой схемы агрегатов планера [4]. Выбор расчетных случаев как правило осуществляется в соответствии с существующим сертификационным базисом. При определении величин внешних нагрузок...

В последние годы наблюдается интенсивное развитие индустрии нано- и микроэлектромеханических систем, в частности датчиков ускорения [1]. Разработка новых перспективных конструкций МЭМС-акселерометров является актуальной задачей инженерного и научного сообщества [2,3,4]. Развитием квазистатических схем стали резонансные акселерометры с дифференциальной схемой измерения колебаний, где...

Рассматривается динамика балки Бернулли-Эйлера, лежащей на упругом основании. Выбирается обобщенная модель упругого основания, включающая в себя два независимых коэффициента постели: жесткости основания на деформации растяжения-сжатия и на деформации сдвига. В отличие от классической модели упругого основания (модель Винклера), обобщенная модель учитывает распределительную способность грунта,...

Активное использование композитных материалов (КМ) при производстве промышленных изделий и, в частности, авиационных, обуславливает необходимость проведения широкого спектра различных исследований механического поведения. В дальнейшем полученные данные используются при расчетах в системах математического моделирования именно в условиях применения материалов [1, 2, 3]. Актуальными задачами...

Создание перспективного сверхзвукового пассажирского самолета (ПСПС) связано с преодолением большого числа технических трудностей путем применения последних достижений в науке и технике. Так, использование полимерных композиционных материалов (ПКМ) является одним из факторов, определяющих весовое совершенство современных авиационных конструкций, поэтому предполагается конструктивно силовую...

Эксперименты по динамическому нагружению образцов проводились на стержне Гопкинсона - Кольского и при пробивании преград. Температурные поля в процессе деформирования исследовались «in-situ» с использованием высокоскоростной инфракрасной камеры CEDIP Silver 450M.

Микроструктурный анализ, проведенный с помощью оптического интерферометра-профилометра и сканирующего электронного микроскопа...

В настоящей работе рассматривается задача оптимального управления напряженно-деформированным состоянием упругих систем с помощью дополнительных краевых нагрузок. Частным случаем таких задач являются задачи минимизации уровня напряженно-деформированного состояния систем. Для этого при стандартном подходе в качестве целевой функции используется среднеквадратичная норма напряжений (или...

Сегнетоэлектрические материалы благодаря своим уникальным нелинейным свойствам находят широкое применение в различных промышленно важных устройствах. Благодаря развитию микроэлектроники сегнетоэлектрические материалы все больше применяются в тонкопленочном исполнении. Нанесение пленки нелинейного материала на подложку приводит к изменению физических свойств пленки из-за разных величин...

В работе исследуется устойчивость движения перевёрнутого двухзвенного математического маятника в поле силы тяжести под действием вертикальной вибрации основания. Задача является обобщением примера маятника Капицы [1] и продолжает исследования, начатые в работе [2], где для нахождения области притяжения устойчивого решения применяются асимптотические методы [3].

В работе рассматривается задача о моделировании импульсного электродинамического излучателя цилиндрического типа. Излучатели такого вида могут быть использованы для гидрогеологических исследований морского дна [1]. Конструктивно импульсный электродинамический излучатель цилиндрического типа состоит из цилиндра, изготовленного из диамагнитного материала с высокой электропроводностью (меди), и...

В работе рассмотрены сложные одноосные механические испытания с образцами полимерных нанокомпозитов, связующим которых является полиуретан на основе форполимера СКУ-ППЛ-2102. Данный эластомер имеет сложное строение: в нем имеются твердые доменные структуры, благодаря которым материал можно рассматривать как нанокомпозит со сложным механическим поведением. Испытания были проведены с образцами...

Пусть упругое кольцо подкреплено тонкими стержнями (спицами), соединенными в центре и нагружено силой P. Обозначим через w=w(φ) = радиальное перемещение точек кольца, R - радиус кольца, B - жесткость на изгиб, E - модуль Юнга, F - площадь поперечного сечения спицы, n - число спиц. Предполагая, что число спиц настолько велико, что их можно считать упругой средой

Определение закономерностей коллективного взаимодействия в ансамбле включений и условий перехода к локализованному разрушению структурно-неоднородных материалов в элементах конструкций может быть проведено при комплексном экспериментальном исследовании неупругого поведения с детальным анализом эволюции дефектов, которое требует специального оборудования и осуществляется в настоящее время...

Применение многоуровневого подхода, основанного на физических теориях пластичности (ФТП) [1], к построению конститутивных моделей (КМ) металлов и сплавов является эффективным способом для исследования и совершенствования процессов термомеханической обработки материалов, поскольку в моделях данного класса описывается изменение физико-механических свойств получаемого изделия за счет явного учета...

Использование сверхпластичности (СП) является перспективным направлением развития технологий создания изделий сложной формы с хорошими физико-механическими и рабочими характеристиками. При этом даже в одноосных испытаниях с переходом к режиму структурной СП действуют и взаимодействуют несколько механизмов, наблюдается смена их ролей [1]. На ход процесса оказывают влияние исходные...

В работе развивается многомасштабный подход к описанию пластической деформации алюминиевых сплавов, включающий молекулярно-динамический (МД), континуальный и подход дискретной дислокационной динамики (ДДД). На МД уровне исследуется движение и генерация дислокаций в алюминии, содержащем упрочняющие включения, характерные для Al-Cu системы. Исследуются как классические типы упрочняющих...

В современном машиностроении в целом, и в авиастроении в частности, большое количество деталей получают листовой штамповкой. Для изготовления элементов гидрогазовых систем летательных аппаратов часто применяются формообразующие операции, в которых жидкости и резиноподобные материалы служат рабочей средой, передающей усилие прессования деформируемой заготовке.

В настоящей работе...

Изобретение В. И. Одинокова [1] положило начало циклу экспериментальных и теоретических работ по исследованию совмещенных процессов литья и деформирования металлов в заданный профиль, реализованных конструктивно в одном устройстве в виде кристаллизатора с подвижными стенками, приводимыми в движение эксцентриковыми валами. В настоящей работе представлено теоретическое исследование процесса...

Развитие производства материалов и конструкций, работающих в условиях нестационарного взаимодействия полей различной физической природы, повлияло на то, что ученых, работающих в этой и смежных областях, все больше стали привлекать модели механики связанных полей и, в частности, модели механодиффузии.

За последнее время вышло очень большое количество работ, так или иначе связанных с...

Связанные процессы механодиффузии сопровождают формирование поля отрицательных остаточных напряжений в ходе проникновения атомов азота в поверхностный слой материала путём ионно-плазменной имплантации, рост микродефектов в поверхностном слое металлических сплавов в агрессивной среде с последующим коррозионным растрескиванием и контролируют формирование мелкозернистой структуры металлических...

В настоящей работе проведено многомасштабное исследование роли водорода, накопленного на θ¢ фазах, на механические свойства Al-Cu сплава. На уровне атомистического моделирования впервые проведено исследование механизмов взаимодействия дислокации с упрочняющим включением в зависимости от содержащегося во включении водорода. Определены энергетически предпочтительные места расположения водорода...

Переход от механических испытаний образцов к прогнозированию ресурса и долговечности полноразмерных элементов конструкций потребовал развития теории и моделей разрушения, позволяющих переносить результаты экспериментальных исследований в инженерную практику. В настоящей работе рассматривается проблема разрушения авиационных материалов и элементов конструкций под действием циклических нагрузок....

В задачах технологической механики изготовления конструкций из композитов, а также в задачах изготовления, упаковки и развертывания в космосе конструкций космического назначения возникает необходимость вычисления эффективных свойств композитного материала с не полностью отвержденным связующим. Оценка показывает, что значения некоторых эффективных термоупругих констант волокнистого композита в...

Одним из перспективных направлений в ракетно-космической области является использование надувных конструкций. Они обладают рядом преимуществ: высокая степень упаковки в отсеке космического корабля при выводе на орбиту; отсутствие повреждающего действия перегрузок, которые действуют при выводе транспортного корабля на орбиту; существенно меньшая масса по сравнению с металлическими конструкциями...

Настоящая работа посвящена численному исследованию распространения области новой фазы в упругом теле при фазовом превращении мартенситного типа. Материал фаз принимается линейно-упругим. Фазовое превращение сопровождается собственной деформацией превращения, изменением модулей упругости и скачком химической энергии (свободной энергии фаз в ненапряженном состоянии). Задача сводится к нахождению...

Актуальной проблемой является разработка технологических способов обработки и получения функциональных поликристаллических материалов с наперед заданными свойствами [1]. Физико-механические свойства материалов и эксплуатационные характеристики изделий из них определяются состоянием внутренней структуры материала. Интенсивная пластическая деформация приводит к существенным перестроениям...

В задачах теории упругости существуют сингулярные решения, обусловленные наличием бесконечных значений напряжений в отдельных точках (линиях) области, называемых особыми. Большой интерес ввиду практического значения представляют особые точки, определяющие вершины пересечения фронтов пространственных трещин. Обзор опубликованной литературы показал, что результатов о сингулярности напряжений для...

Предварительные напряжения (ПН) возникают в механических конструкциях в результате таких технологических процессов как прокат, сварка, термообработка и т.п. Задачи механики об изучении деформирования упругого тела с учетом ПН возникают также и при действии на объект исследования скрытой от наблюдателя нагрузки. Учет ПН важен при проектировании конструкций ответственного назначения с низким...

Эффекты, обусловленные взаимодействием полей различной физической природы, проявляющиеся в виде механодиффузии, термомеханодиффузии и т.д. достаточно часто проявляются в процессе эксплуатации технических систем и могут вызывать нежелательное воздействие на напряженно-деформированное состояние конструкций и их отдельных элементов. Поэтому построение математических моделей, способных адекватно...

В данной работе разработан новый нано-материал, матрицей служит эпоксидная смола низкой вязкости АСМ-12P, волокной является UMT-49S-12K-EP, наномодификатором являются одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ) Tuball Matrix 201. Целью работы является разработка и исследование нового конструкционного полимерного композиционного материала с улучшенными механическими и физическими характеристиками,...

Полимерные материалы на основе эпоксидных смол, благодаря уникальности своих свойств, имеют широкое применение в космической промышленности. Они обладают необходимой прочностью и низким весом. Высокая радиационная стойкость позволяет использовать эти материалы для создания достаточно крупных космических объектов, например, антенн с радиусом отражающей части в несколько десятков метров. В...