Механика деформируемого твердого тела в проектировании конструкций

Исследована концепция применения плетенных обшивок в про-бионических конструкциях отсеков, применительно к кессону крыла перспективного самолета малой авиации. Про-бионическая конструкция сформирована на основе жесткого ферменного каркаса из однонаправленных осесимметричных силовых элементов, сочлененного с сетчатыми композитными панелями, включающими плетенную обшивку. Подобная конструкция...

Разработка метода оптимального проектирования конструктивно-анизотропных панелей несущих поверхностей летательных аппаратов (ЛА) из композиционных материалов с ограничениями в соответствии с уточненной теорией потери устойчивости для реализации оптимального размерно-весового проекта – цель исследования.

Сформулировано аналитическое решение задачи оптимального проектирования для определения...

В результате многолетнего опыта эксплуатации изделий из ПКМ известно, что несущая способность конструкций из ПКМ связана с повышением их консолидации, т. е. проформовки исходного препрега, от которого зависят эксплуатационные свойства изделия, обеспечивающие его трещиностойкость при статических нагрузках и последующую долговечность при повторно- переменных воздействиях [1]. Именно степень...

В современной авиации и судостроении практически достигнут предел по оптимизации лопастей винтов и увеличению их технических характеристик. Необходимы новые материалы, конструктивно-технологические решения, подходы к проектированию и расчетам.

Одним из перспективных направлений является применение гибридной композит-металлической лопасти с адаптивной жёсткостью. Такое изделие, благодаря...

Построение виртуальных двойников и проведение технологических расчетов является необходимым этапом разработки изделий из композиционных материалов. Это позволяет спрогнозировать и оптимизировать параметры технологических процессов и обеспечить высокое качество и точность изготовления конструкций. Кроме того, проведение серии вычислительных экспериментов приводит к существенному сокращению...

В рамках настоящей работы сформулирована и решена задача оптимального проектирования многослойной оболочки, включающей слои из ортотропных композиционных материалов, при термосиловом нагружении в стохастической постановке, т. н. задача стохастического программирования. В качестве варьируемых параметров были выбраны толщины слоёв оболочки, а в качестве целевой функции – масса оболочки....

В данной работе были исследованы материалы, связующими которых выступал полиуретан на основе форполимера СКУ-ППЛ-2102. В качестве наполнителей использованы: 1) малослойный графен, полученный из биополимеров по СВС технологии [1]; 2) многостенные нанотрубки; 3) алмазная шихта (детонационные алмазы). Содержание наполнителя в композитах составляло 0.5, 1 и 4 массовых частей.

Для анализа...

Ионно-плазменная обработка полимеров является перспективным направлением в создании нанокомпозитных материалов. Такая обработка позволяет создавать на поверхности полимеров специфический слой с особыми физико-механическими свойствами. Получение таких слоев интересно с практической точки зрения. Во-первых, высокое содержание углерода говорит о возможности получения электропроводящих слоев....

В ходе работ были проведены квазистатические испытания на растяжение плоских образцов из конструкционного стеклотекстолита СТЭФ. Помимо проведенных экспериментов также было проведено численное моделирование процессов растяжения данных образцов с использованием программы ANSYS. Исследуемые образцы представляли из себя полоски без концентраторов напряжений и с концентратором в виде V-образных...

В настоящее время исследователи придерживаются определения представительного объема (representative volume element – RVE), предложенного Drugan W.J., Willis, J.R [1]: «Это наименьший элемент объема материала композита, для которого обычные макроскопически однородные определяющие модели «эффективного модуля» могут быть применены». Задача определения RVE конкретных композиций наряду с их...

Ионно-плазменные методы обработки широко используются для изменения свойств поверхности полимерных материалов. Материалы после плазменной модификации применяются в гибкой электронике, медицинских, космических и различных других сферах деятельности человека [1, 2]. Особый интерес представляет метод имплантации ионов газовой среды, вследствие применения которого на поверхности полимера...

Электромагнитный бесконтактный подвес - прибор, работающий на принципе электромагнитной левитации [1,2]. В результате этого движущаяся часть подвеса является механически бесконтактной, что приводит к уменьшению износов узлов конструкции из-за отсутствия механического трения, потерь механической энергии и т.д. [3]. Электромагнитная левитация [4] микро- и нано- подвесов основывается на законе...

Предложен подход к моделированию динамических процессов в неоднородной двухслойной структуре с пьезоэлектрической и диэлектрической составляющими. При моделировании неоднородного пьезоэлектрического слоя предложено использование двухкомпонентной модели с функционально градиентным изменением свойств по толщине [1-4]. При выборе материалов включений уделялось внимание материалам с незначительным...

В данной работе рассматриваются приложения задач о собственных и о вынужденных установившихся колебаниях для оценки диссипативных свойств smart-систем на основе пьезоэлементов и электрических элементов и выбора параметров элементов электрических цепей, обеспечивающих максимальное демпфирование колебаний. В качестве объектов исследования выбраны консольно-защемленная упругая пластина и...

Тонкие пластины и оболочки часто являются важными элементами сложных деталей, которые функционируют в условиях высоких эксплуатационных нагрузок, вибраций или сейсмических воздействий. Риск возникновения резонансных явлений обосновывает не только необходимость мониторинга текущего состояния конструкции, но также требует и наличия системы управления протекающими динамическими процессами. Одним...

При пассивном подавлении резонансных колебаний или управлении границей гидроупругой устойчивости тонких пластин и оболочек в конструкцию добавляются пьезоэлементы, соединённые с внешней электрической цепью. Задача подбора оптимальных параметров таких цепей осуществляется на основе решения неклассической проблемы на собственные значения и является достаточно ресурсоёмкой. В случае неподвижной...

Данная работа посвящена оптимизации демпфирующих характеристик конструкции путем дополнения ее элементами, реализующими различные механизмы диссипации энергии колебаний. С этой целью рассматривается электро-вязкоупругая система, представляющая собой трехкомпонентное кусочно-однородное тело, состоящее из упругих, вязкоупругих и из электроупругих (пьезоэлектрических) элементов, к...

Приводятся результаты экспериментальных исследований трубобетонных образцов малогабаритных сечений, при изготовлении которых применена сталь марки 09Г2С и бетон марки В12,5 со значением временной прочности 11 МПа. Исследовано поведение образцов трех типоразмеров. Обнаружена зависимость, приводящая к разработке инженерной методики построения диаграммы деформирования трубобетонных образцов. Для...

В работе представлены результаты экспериментального исследования закономерностей механического поведения, в частности стабилизации процесса закритического деформирования, полимерного композита при сдвиге в плоскости армирования с разгрузками и дополнительными вибрациями. Объектом изучения являлись образцы углепластика с ориентацией армирующих слоев [±45]14. Испытания на сдвиг в плоскости...

Сложные механизмы повреждения и разрушения, присутствующие на этапе нагружения в композитах, увеличиваются по мере нагружения и в случае наличия концентрации напряжения. В настоящее время всё чаще применяются композиционные материалы в конструкциях элементов авиационных двигателей, работающих в условиях сложного температурного воздействия. В работе представлены результаты экспериментальных...

Несмотря на то, что все сварочные флюсы, и технологии их получения, для автоматической сварки и наплавки изобретены с 40-х по 90-е годы, в настоящее время активно ведется поиск новых решений и технологий в данной отрасли. Связано это с истощением минеральных ресурсов и ухудшением экологической обстановки в стране. Повышение стоимости переработки руд с ценными компонентами, ухудшение их...

В настоящее время огромное распространение получают аддитивные технологии, имеющие ряд преимуществ перед традиционными процессами изготовления. Одним из видов таких технологий является плазменная наплавка металлической проволокой. Она позволяет создавать изделия с достаточно большими размерами и сложной геометрической формой, что является трудоемким процессом при литье или фрезеровке....

Аддитивное производство проволочно-дуговой наплавкой позволяет создавать легкие и прочные металлические конструкции сложной формы при значительной экономии материала. Для достижения характеристиками прочности и ресурса материала значений, присущих катаному металлу, разрабатываются эффективные технологии наплавки, последующей термообработки, а также послойной проковки или обкатки наплавленного...