Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты экспериментального исследования процессов деформирования и разрушения природоподобных ячеистых структур при сжатии в условиях высокоскоростных нагрузок. Испытания проведены для образцов со структурой "Примитив Шварца", смоделированных с различной степенью заполнения пространства ϕ, а также для полнотелых образцов. Образцы изготавливались из полимера (полилактида) методом 3D-печати. Обнаружено увеличение предела прочности и модуля упругости с увеличением скорости деформации при постоянной величине ϕ. Для исследованных ячеистых структур определены удельные величины энергопоглощения. Подтверждено выполнение зависимости Гибсона - Эшби для ячеистых структур при высокоскоростном нагружении

В рамках модели Джонсона ̶ Сигалмана с несколькими временами релаксации рассмотрены одномерные нестационарные течения несжимаемой неньютоновской вязкоупругой жидкости между параллельными пластинами. Особенностью рассматриваемой модели является ее гиперболичность в широком диапазоне параметров течения. Получена такая модель общего вида с n временами релаксации (модами), а также выполнена замена переменных, позволяющая записать уравнения модели в консервативном (дивергентном) виде. Проведена серия расчетов нестационарных течений в различных режимах, на основе которых показано возникновение эффекта сдвигового расслоения при увеличении средней скорости потока. Построены зависимости напряжения сдвига на стенке канала от скорости сдвига, а также расхода от градиента давления для плоских стационарных течений Куэтта и Пуазейля соответственно. Проведена валидация построенных диаграмм путем их сравнения с рядом экспериментальных данных. Исследована структура стационарных решений со сдвиговым расслоением, получаемых как численный предел нестационарных решений. Сформулировано правило отбора стационарных решений, асимптотически реализующихся в численных нестационарных расчетах. Проанализировано явление гистерезиса при циклическом изменении скорости потока

Представлены результаты численного моделирования и анализа устойчивости течения в пограничном слое на пластине с микрорельефом поверхности в виде длинных слотов (углублений), ориентированных под различными углами по отношению к набегающему потоку, при числе Маха M = 2. Рассматриваются слоты с числом Рейнольдса по глубине Re_h ≈ 1000, имеющие малую ширину по сравнению с длиной волны неустойчивости. С помощью численного моделирования определены особенности обтекания пластины с наклонными слотами и изучено развитие локализованных по времени возмущений. По осредненным профилям параметров пограничного слоя проведен анализ устойчивости течения в рамках линейной теории. Результаты расчетов показали, что наличие наклонных слотов приводит к возникновению в пограничном слое поперечного течения, которое вызывает увеличение скоростей роста возмущений. Полученные данные хорошо согласуются и объясняют эффект дестабилизации пограничного слоя наклонными слотами, наблюдаемый в экспериментах

Проведено псевдопрямое численное моделирование процесса турбулентной естественной конвекции в замкнутой квадратной неравномерно подогреваемой полости, заполненной воздухом. Компоненты вектора скорости рассчитывались в рамках решеточного метода Больцмана с регуляризацией высокого порядка. При этом анализ термодинамических характеристик осуществлялся путем конечно-разностного решения макроскопического уравнения энергии с использованием схемы Рунге - Кутты четвертого порядка. Разработанный гибридный алгоритм, имитирующий метод прямого численного моделирования, тестировался на эталонных задачах турбулентной естественной конвекции. Численные исследования выполнены в диапазоне чисел Рэлея 10¹⁰ ≤ R ≤ 10¹¹. Установлено, что с ростом R увеличиваются интенсивность генерации тепловых плюмов на изотермических стенках и область формирования турбулентных вихрей. Выявлены стагнационные зоны теплоносителя в окрестности горизонтальных стенок. Показано, что распределение статистики второго порядка, за исключением температурной дисперсии, зависит от конфигурации тепловых плюмов

С использованием метода молекулярной динамики исследованы механические свойства нового композита - меди, армированной диаманом. Определены модуль Юнга и предел прочности на растяжение композита Cu ̶ диаман, составившие 117 и 16,4 ГПа соответственно. Эти значения могут быть увеличены за счет увеличения количества слоев диамана в композите

На установке, создающей высокое давление жидкости, проведено экспериментальное исследование гидроразрыва толстостенных бетонных цилиндров с отверстием. Цилиндры были изготовлены из бетона на основе песка и глиноземистого цемента марки ГЦ 50. Выполнено сравнение оценок предельного давления, полученных с помощью локальных и нелокальных критериев разрушения, с экспериментальными данными. Показано, что удовлетворительное соответствие расчетных предельных нагрузок экспериментальным данным о разрушении в неоднородном поле напряжений достигается с помощью нелокальных критериев разрушения

Исследуется процесс распространения прямолинейной трещины на границе раздела разнородных материалов. Предложен двухпараметрический (сдвоенный) критерий упругопластического разрушения для трещин смешанного типа, включающий деформационный критерий, который формулируется в вершине исходной трещины, и силовой критерий, сформулированный в вершине фиктивной трещины. Длины исходной и фиктивной трещин различаются на величину, равную длине зоны предразрушения. Поскольку траектория трещины на границе раздела материалов искривляется, угол излома траектории определяется с использованием критерия максимальных окружных напряжений на основе асимптотики поля напряжений в окрестности вершины трещины, учитывающей несингулярные члены. Для описания зоны предразрушения используется модифицированная модель Леонова - Панасюка - Дагдейла концевой зоны острой внутренней трещины. Проведен анализ параметров, входящих в полученную аналитическую модель. Безразмерные геометрические параметры конструкции находятся численно методом конечных элементов. Получена система двух нелинейных уравнений относительно критической длины зоны предразрушения и критической нагрузки в случае сложного напряженного состояния. Форма и размеры зоны предразрушения в окрестности вершины трещины в нелинейно-упругом материале определены с использованием критерия Мизеса

Методом прямого лазерного выращивания получен металлокерамический композит ВТ-6 ̶ 10 % B₄C. Исследовано влияние термической постобработки на микроструктуру и свойства этого композита. Установлено, что после термообработки (α+γ)-структура матрицы изменяется на (α+β)-структуру, стабилизируется β-Ti, увеличивается концентрация вторичных фаз (TiB, TiC_1-x, TiB₂, V₂B₃), формируется интерметаллид α₂-Ti₃Al. Термическая постобработка приводит к повышению микротвердости (до 651 HV_0.3) и износостойкости (объем износа уменьшается на 7 %, коэффициент трения - на 0,08). Полученные результаты подтверждают эффективность термической обработки титаноматричных композитов, изготовленных аддитивными методами, с целью оптимизации их структуры и повышения износостойкости

Исследуются подходы к топологической оптимизации сетчатых композитных конструкций для повышения их весовой эффективности при использовании в ракетно-космической технике. Рассматриваются традиционные методы намотки и перспективные технологии, такие как 3D-печать непрерывными волокнами, позволяющие создавать микросетчатые структуры с тонкими ребрами и биомиметическими свойствами. Для цилиндрической оболочки корпуса космического аппарата показано применение метода SIMP в континуальных и дискретных моделях. В результате сравнения различных вариантов сетчатых конструкций установлено, что при использовании метода SIMP масса этих конструкций на 18,5 % меньше, чем при использовании традиционного подхода

Представлены результаты разработки концепции вакуумной аэродинамической установки, проектируемой на базе вакуумной системы аэродинамической трубы АТ-303 Института теоретической и прикладной механики СО РАН. Представлены схема, геометрия, конструктивные особенности и преимущества разрабатываемой установки. Выполнены оценки ее рабочих параметров и эксплуатационных показателей