Механика твердого тела (о журнале) Механика твердого тела
Известия Российской академии наук
 Журнал основан
в январе 1966 года
Выходит 6 раз в год
ISSN 1026-3519

Русский Русский  English English  О журнале | Номера | Для авторов | Редколлегия | Подписка | Контакты
 


Архив номеров

Для архивных номеров (2007 г. и ранее) полные тексты статей pdf доступны для свободного просмотра и скачивания.

Статей в базе данных сайта: 11223
На русском (Изв. РАН. МТТ): 8011
На английском (Mech. Solids): 3212

<< Предыдущая статья | Год 2011. Номер 6 | Следующая статья >>
Быков Д.Л., Коновалов Д.Н., Пелешко В.А. Определяющие соотношения для расчета процессов квазистатического деформирования, повреждения и разрушения тел (в том числе с концентраторами) из наполненных полимерных материалов // Изв. РАН. МТТ. 2011. № 6. С. 34-54.
Год 2011 Том   Номер 6 Страницы 34-54
Название
статьи
Определяющие соотношения для расчета процессов квазистатического деформирования, повреждения и разрушения тел (в том числе с концентраторами) из наполненных полимерных материалов
Автор(ы) Быков Д.Л. (Москва)
Коновалов Д.Н. (Москва)
Пелешко В.А. (Москва, peleshkobva@inbox.ru)
Коды статьи УДК 539.37
Аннотация

Объектом исследования являются композитные полимерные материалы с высокой степенью дисперсного наполнения (несколько десятков процентов по объему). Получено тензорное обобщение разработанного ранее варианта геро-эндохронной теории вязкоупругих материалов, что делает возможными постановку и решение начально-краевых задач с использованием указанной модели. Предложен алгоритм численного решения, который реализован в виде подпрограммы UMAT, входящей в программный комплекс ABAQUS.

Проведены конечно-элементные расчеты процессов растяжения тел в виде коротких широких полос из высоконаполненного полимерного материала и дано сравнение с соответствующими экспериментальными данными, опубликованными в статье K. Ha, R.A. Schapery (Int. J. Solids and Structures. 1998. V. 35. P. 3497-3517). Результаты расчетов деформирования и разрушения сплошных тел, в которых реализуется слабо неоднородное напряженно-деформированное состояние (НДС), вполне удовлетворительно согласуются с опытами. Установлено, что для правильного расчета на прочность тел с отверстиями и разрезами в рассматриваемой модели необходимо учесть влияние концентрации НДС. С этой целью предложено обобщение определяющих соотношений: в уравнения для параметров поврежденности и разрушения введена материальная функция от параметра концентрации, в качестве которого взято отношение некоторой переменной состояния (а именно - параметра разрушения в модели без учета эффекта концентрации) в рассматриваемой точке тела к среднему значению этой переменной в окрестности заданного радиуса. Указан метод, с помощью которого начально-краевая задача предложенной нелокальной теории приближенно сводится к задаче для кусочно-однородного тела, составленного из набора слоев, описываемых локальными определяющими соотношениями. Метод успешно апробирован в расчетах тел с отверстием и острым внутренним разрезом (концентраторы соответственно среднего и высокого уровня).

Полученные результаты показали высокую точность разработанной математической модели, в том числе по адекватному предсказанию момента и места начала разрушения тела, что является главной целью прочностного расчета.

Ключевые слова наполненные полимерные материалы, определяющие соотношения, локальное разрушение, концентраторы, конечно-элементные расчеты
Список
литературы
1.  Быков Д.Л., Пелешко В.А. Определяющие соотношения сформирования и разрушения наполненных полимерных материалов в процессах преобладающего осевого растяжения в различных баротермических условия // Изв. РАН. МТТ. 2008. № 6. С. 40-65.
2.  Park S.W., Schapery R.A. A viscoelastic constitutive model for particulate composites with growing damage // Int. J. Solids and Structures. 1997, V. 34. № 8. P. 931-947.
3.  Ozupek S., Becker E.B. Constitutive equations for solid propellants // J. Engng. Mater. Technol. 1997. V. 119. № 2. P. 125-132.
4.  Ozupek S. Constitutive equations for solid propellants. Diss. Univ. Austin: Texas. 1997. 120 p.
5.  Jung G.D., Youn S.K. A nonlinear viscoelastic constitutive model of solid propellant // Int. J. Solids and Structures. 1999. V. 36. № 25. P. 3755-3777.
6.  Xu F., Aravas N., Sofronis P. Constitutive modeling of solid propellant materials with evolving micro-structural damage // J. Mech. Phys. Solids. 200S. V. 56. № 5. P. 2050-2073.
7.  Быков Д.Л., Коновалов Д.Н. Эндохронная модель механического поведения стареющих вязкоупругих материалов при конечных деформациях // Изв. РАН. МТТ. 2006. № 6. С. 136-148.
8.  Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. М.: Мир, 1975. 592 с.
9.  Sun W., Chaikof E.L., Levenston M.E. Numerical approximation of tangent moduli for finite element implementations of nonlinear hyperelastic material models // Trans ASME J. Biomech. Engng. 2008. V. 130. № 6. DOI: 061003.
10.  Ha K., Schapery R.A. A three-dimensional viscoelastic constitutive model for particulate composites with growing damage and its experimental validation // Int. J. Solids and Structures. 1998. V. 35. № 26-27. P. 3497-3517.
11.  Быков Д.Л., Пелешко В.А. Определяющие соотношения деформирования, анизотропной деградации и разрушения наполненных полимерных материалов в процессах преобладающего растяжения с изменяющимся направлением оси и отдыхами // Изв. РАН. МТТ. 2009. № 5. С. 59-67.
12.  Апетьян В.Э., Быков Д.Л., Пелешко В.А. Деформирование и разрушение наполненного полимерного материала с анизотропной деградацией, вызванной его предварительным нагружением: опыты и их моделирование // Космонавтика и ракетостроение. 2010. Вып. 3 (60). С. 52-60.
13.  Быков Д.Л., Коновалов Д.И., Мельников В.П., Осавчук А.Н. Метод идентификации ядра релаксации наполненного полимерного материала в миллисекундном временном диапазоне // Изв. РАН. МТТ. 2010. № 3. С. 143-154.
Поступила
в редакцию
01 июля 2011
Получить
полный текст
<< Предыдущая статья | Год 2011. Номер 6 | Следующая статья >>
Система OrphusЕсли Вы обнаружили опечатку или неточность на странице сайта, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

119526 Москва, пр-т Вернадского, д. 101, корп. 1, комн. 246 (495) 434-35-38 mtt@ipmnet.ru https://mtt.ipmnet.ru
Учредители: Российская академия наук, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-82148 от 02 ноября 2021 г., выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
© Изв. РАН. МТТ
webmaster
Rambler's Top100