Чисельний аналіз ефективних динамічних характеристик в’язкопружних композиційних матеріалів
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Чисельний аналіз ефективних динамічних характеристик в’язкопружних композиційних матеріалів
|
|
| Creator |
Яковенко, Оксана Олександрівна
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2010. Розроблено варіант енергетичного методу континуалізації В.В.Болотіна для визначення ефективних динамічних характеристик в’язкопружних композиційних матеріалів, який дозволяє врахувати структуру матеріалів і описати неоднорідний напружено-деформований стан. Побудовано математичні моделі в’язкопружних волокнистих однонаправлених і просторово-армованих в’язкопружних композиційних матеріалів із різною структурою, схемами армування, формою армуючих включень і довжиною волокон. Проаналізовано вплив структурних параметрів на компоненти матриці модулів і рівень розсіяння енергії в матеріалах. Розглянуто композиційні матеріали у вигляді елементів сотових заповнювачів і досліджено залежності жорсткості заповнювачів на зсув від товщини матеріалу. Розроблено методику використання ефективних комплексних модулів для аналізу розсіяння енергії в елементах конструкцій із композиційних в’язкопружних матеріалів. Проведено аналіз розсіяння енергії в шарнірно-закріплених по контуру одношарових пластинах із просторово-армованих композиційних матеріалів і тришарових пластинах із внутрішнім шаром у вигляді сотового заповнювача. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2010. В диссертации предложен вариант метода энергетической континуализации В.В.Болотина для определения физико-механических характеристик вязкоупругих композиционных материалов с учетом структурных особенностей. Метод основан на приравнивании энергий деформации композиционного материала и условного квазиоднородного материала при характерных граничных условиях с использованием конечно-элементных моделей материалов. Для описания неидеально-упругих свойств вязкоупругих материалов использованы физические зависимости Больцмана-Вольтерра, записанные в частотном пространстве. Компоненты матрицы комплексных модулей являются функциями частоты. Метод позволяет учесть неоднородное напряженно-деформированное состояние материалов, а использование комплексных частотно-зависимых модулей отличает метод от других, использующих комплексные модули во временном пространстве. Полученные зависимости позволяют определять не только упругие, но и диссипативные эффективные характеристики квазиоднородного материала произвольной регулярной структуры. Рассмотрена возможность использования энергетического метода для определения эффективных характеристик композиционных вязкоупругих материалов с различными вариантами анизотропии: анизотропного материала, материала с плоскостью упругой симметрии, монотропного, ортотропного и изотропного материалов. Показана методика определения компонент матрицы комплексных модулей и декрементов колебаний таких материалов. Исследована дееспособность метода на основании сравнения результатов, полученных с помощью энергетического метода, с результатами точных и приближенных методов, и экспериментальными данными других авторов. В работе построены математические модели вязкоупругих однонаправленных волокнистых композиционных материалов с различными схемами армирования, формами поперечных сечений волокон, учетом влияния угла армирования, структуры армирования и видов армирующих волокон. Исследованы упругие характеристики, компоненты матрицы модулей и декременты колебаний материалов и проанализировано влияние структурных параметров на уровень рассеяния энергии. Полученные результаты свидетельствуют о существенном влиянии структурных параметров на эффективные характеристики однонаправленных волокнистых композиционных материалов и возможность повышения уровня рассеяния энергии за счет варьирования состава, форм и видов армирующих элементов. Построены математические модели вязкоупругих волокнистых пространственно-армированных композиционных материалов с различным количеством направлений армирования, длиной волокон и формой включений (короткие волокна, включения цилиндрической формы, включения сферической и кубической формы). Исследованы эффективные характеристики пространственно-армированных материалов и модули сдвига композиционных материалов в виде сотовых заполнителей с различными формами ячеек. Проанализировано влияние параметров структуры на уровень рассеяния энергии. Результаты исследований показали, что структурные особенности пространственно-армированных композиционных материалов значительно влияют на их эффективные характеристики, в частности на характеристики рассеяния энергии. Построена методика использования эффективных комплексных модулей для анализа рассеяния энергии в элементах конструкций из вязкоупругих композиционных материалов. Проведен анализ рассеяния энергии в шарнирно-закрепленных по контуру однослойных пластинах из пространственно-армированных композиционных материалов и трехслойных пластинах с внутренним слоем в виде сотового заполнителя. Показано, что на уровень рассеяния энергии в пластинах влияют особенности структуры материалов (коэффициент армирования, угол армирования), вид армирующих материалов, формы и частоты колебаний. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности энергетического метода для определения характеристик элементов конструкций из вязкоупругих композиционных материалов, а также о целесообразности дальнейшей разработки методики его использования для оптимизации элементов конструкций по критериям максимального демпфирования. The dissertation for a scientific degree of the Candidate of Science (Engineering) by speciality 01.02.04 – Mechanics of deformable solid. – National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic institute”, Kyiv, 2010. The variant of energy method of determining effective dynamical characteristics of viscoelastic composite materials is developed allowing to take into account the material structure and to describe inhomogeneous stress-deformed state. Mathematical models of viscoelastic unidirectional fibre and spatially reinforced composite materials are created. The influence of structural parameters of energy dissipation level in materials is analyzed. Cellular composite materials and dependences of inflexibility for displacement from thickness of material are analyzed. A method of use an effective complex modules for analyze of energy dissipation in viscoelastic composite materials is created. The energy dissipation in a contour joint fastened one layer plate with cellular filler is analyzed. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-09-17T09:18:56Z
2011-09-17T09:18:56Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1081
|
|
| Language |
uk
|
|