Архив номеров

В работе рассматриваются аномальные масштабные эффекты для волокнистых и дисперсных наноматериалов с градиентным межфазным слоем, обусловленные диспергированием и агрегацией наполняющих их частиц. Для моделирования этих эффектов и оценки механических свойств дисперсных и волокнистых композитных материалов с промежуточным межфазным слоем разработан аналитико-численный алгоритм, позволяющий получить точное решение задачи на ячейке в методе асимптотического усреднения Бахвалова. Этот алгоритм применяется для оценки и моделирования эффективных характеристик структурно-неоднородных материалов с учетом агрегации наполняющих их наночастиц, когда возникают неклассические эффекты усиления жесткости при сверхмалых объемных долях наполнения. Полученные решения позволяют также вычислить тензор концентрации напряжений, передающий особенности распределения локальных напряжений вблизи включений с учетом градиентных свойств межфазного слоя, что имеет большое значение для оценки прочностных характеристик таких материалов. С помощью разработанного алгоритма проведено исследование аномальных свойств полиметилметакрилата, наполненного многослойными углеродными нанотрубками, и впервые было отмечено наличие двух волн усиления механических свойств композита при сверхмалых долях наполнителя, что подтверждается аналогичным поведением метал-матричных композитов на основе алюминиевой матрицы и оксидных наполнителей.