Аннотация:
Построена двухуровневая математическая модель, описывающая термомеханическое взаимодействие элементов структуры композита (нанокластеров, образованных хаотически расположенными анизотропными однослойными углеродными нанотрубками, и частиц матрицы) с изотропной средой, обладающей искомыми термоупругими характеристиками. Эта модель сначала использована для получения методом самосогласования термоупругих свойств нанокластеров, а затем тот же метод применен для описания термомеханического взаимодействия нанокластеров с изотропной матрицей композита. Проведен сравнительный анализ полученных расчетных зависимостей для модулей упругости композита и его температурного коэффициента линейного расширения с двусторонними оценками этих характеристик, установленными на основе двойственной вариационной формулировки задачи термоупругости. Для сравнения также использованы результаты численного эксперимента. Представленные соотношения позволяют прогнозировать термоупругие свойства перспективных композитов, упрочненных нанокластерами.
Ключевые слова:
модель структуры композита, термоупругие характеристики, метод самосогласования, двусторонние оценки, нанокластеры, углеродные нанотрубки.
Yu I Dimitrienko, K M Zubarev, Yu V Yurin, V I Yakovlev, “Modeling of the electromagnetic and elastic properties of composite materials”, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 934:1 (2020), 012016
I. V. Magnitsky, E. S. Sergeeva, “Influence of the inclusion shape on the effective elastic properties of composites”, International Conference of Young Scientists and Students: Topical Problems of Mechanical Engineering 2018, IOP Conference Series-Materials Science and Engineering, 489, IOP Publishing Ltd, 2019, UNSP 012007
S. A. Korchagin, D. V. Terin, S. P. Romanchuk, R. P. Kim, “The Use of a Genetic Algorithm in Modeling the Electrophysical Properties of a Layered Nanocomposite”, Izv. Sarat. Univ. Novaya Ser.-Mat. Mekhan. Inform., 19:2 (2019), 217–225
A. S. Chermoshentseva, A. M. Pokrovskiy, L. A. Bokhoeva, A. B. Baldanov, V. E. Rogov, “Influence of modification by nanodispersed powders on layered composite aerospace hulls and protective shields”, International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2018, IOP Conference Series-Materials Science and Engineering, 560, eds. A. Zykova, N. Martyushev, IOP Publishing Ltd, 2019, UNSP 012178
V. V. Leonov, V. S. Zarubin, “Uneven heating of the anisotropic spherical layer of the heat-protective coating”, Xliii Academic Space Conference, Dedicated to the Memory of Academician S P Korolev and Other Outstanding Russian Scientists - Pioneers of Space Exploration, AIP Conf. Proc., 2171, eds. E. Mikrin, D. Rogozin, A. Aleksandrov, V. Sadovnichy, I. Fedorov, V. Mayorova, Amer. Inst. Phys., 2019, 030004
V. S. Zarubin, E. S. Sergeeva, “Mathematical modeling of the structure-sensitive composite elastic properties”, International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics (Icnaam-2018), AIP Conf. Proc., 2116, eds. T. Simos, C. Tsitouras, Amer. Inst. Phys., 2019, 380010
Yu. I. Dimitrienko, K. M. Zubarev, I. K. Krasnov, “Numerical solution of the direct and inverse problem of electrical exploration using the finite element method”, 8Th International Conference on Mathematical Modeling in Physical Science, Journal of Physics Conference Series, 1391, ed. D. Vlachos, IOP Publishing Ltd, 2019, 012063
Yu. I. Dimitrienko, I. K. Krasnov, K. M. Zubarev, “Integration of electromagnetic methods of intubation of stratified mediums on the basis of direct and alternating currents”, 8Th International Conference on Mathematical Modeling in Physical Science, Journal of Physics Conference Series, 1391, ed. D. Vlachos, IOP Publishing Ltd, 2019, 012062
Yu I Dimitrienko, I K Krasnov, K M Zubarev, “Distribution of electromagnetic fields in heterogeneous composite structures when exposed to direct current.”, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 683:1 (2019), 012012
Yu I Dimitrienko, I K Krasnov, K M Zubarev, “Mathematical model operation of an electric field in the nonuniform mediums at intubation by a direct current”, J. Phys.: Conf. Ser., 1141 (2018), 012110