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

Приведены результаты экспериментов по изучению влияния энергии удара на остаточную прочность образцов из высокопрочного слоистого углепластика при сжатии. Для изучения влияния уровня остаточных напряжений, вызванных ударным воздействием, на остаточную прочность образцов проведены дополнительные исследования с использованием электронной спекл-интерферометрии методом сверления зондирующих отверстий. Определены значения остаточных напряжений в срединной плоскости образцов на границах зон удара. Разброс экспериментальных данных, вызванный рассеянными повреждениями в структуре материала, не позволил установить корреляцию между остаточными напряжениями после ударного воздействия с энергией 0÷110 Дж и остаточной прочностью образцов

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