DIAGNOSTICS, RESOURCE AND MECHANICS OF MATERIALS AND STRUCTURES

Улучшение усталостных и прочностных характеристик конструкционных материалов включает в себя различные методы обработки поверхности. Одним из широко используемых подходов является лазерное ударное упрочнение (ЛУУ), обычно применяемое для обработки поверхностей металлических деталей и конструкций. В данном исследовании рассматривается возможность применения метода ЛУУ к неметаллическим композитным материалам, изготовленным с помощью моделирования методом наплавленного осаждения. В ходе исследования изучаются физические механизмы и фундаментальные принципы ЛУУ, а также его влияние на микроструктуру и механические свойства композитных изделий. Структура композитных образцов до и после ЛУУ была проанализирована с помощью рентгеновской компьютерной микротомографии. Были проведены испытания на растяжение образцов, об-работанных лазерным ударом, и сравнение различных защитных покрытий: алюминиевой фольги, ПВХ-ленты и золотого покрытия. Результаты показали, что механические свойства образцов после ЛУУ независимо от исследованных материалов защитного покрытия незначительно отличались друг от друга и от необработанных образцов.

В работе рассмотрен вариант определения механических характеристик – модулей упругости и коэффициентов Пуассона – строительных кирпичей при испытаниях промышленных образцов на четырехточечный изгиб и измерении деформаций волоконно-оптическими датчиками. Приводится пример определения упругих постоянных одной из ма-рок кирпича при растяжении и сжатии с анализом максимальных погрешностей определения модулей упругости и коэффициентов Пуассона, которые могут иметь место в рассматриваемом методе.

Моделирование возможных предельных состояний и прогнозирование несущей способности с учетом рассеяния механических свойств является неотъемлемой частью обеспечения требований прочности и надежности конструкций. В данной работе на основе вероятностного подхода выполнен анализ влияния вариации характеристик силовой оболочки на несущую способность металлокомпозитного бака высокого давления, изготовленного по технологии непрерывной намотки композитной ленты на тонкий лейнер. В качестве пере-менных параметров приняты угол намотки, объемное содержание волокна и предел его прочности. Численное моделирование на основе модели, учитывающей процессы накопления повреждений и деградацию механических свойств материала, используется для прогнозирования механического поведения конструкции бака. По результатам вычислений получена функция распределения значений разрушающего давления, дающая представление о вли-янии вариативности процесса изготовления на несущую способность бака.

Механические метаматериалы по типу сот, например тетрахиральные, привлекают большое внимание благодаря своим уникальным свойствам. В настоящей работе изучен эффект отклонения образца из метаматериала при одноосном нагружении. В механическом по-ведении (отклонение от исходного положения) обнаружен интересный эффект, который за-висит от площади поперечного сечения тетрахиральной структуры и размера кольца. При сравнении большей и меньшей площадей обнаружено, что для малого размера кольца бόльшая площадь дает меньшее отклонение. При увеличении размера кольца бόльшая площадь дает большее отклонение в сравнении с меньшей площадью. Эффект скручивания связан с изменением линейных размеров образца, что позволило исследовать влияние изменения в структуре метаматериала на его эффективный коэффициент Пуассона. Несмотря на малые отличия при различных случаях варьирования параметров, зафиксировано отрицательное значение коэффициента Пуассона. Предложена аналитическая формула, адекватно описывающая каждый график зависимостей для коэффициента Пуассона.