Введение к работе
Актуальность темы. Современные композитные материалы находят широкое применение в судостроении, машиностроении и других, ведущих отрзслях народного хозяйстье. В связи с этим развитие современной техники тесно связано с разработкой новых композиционных ивте риалов, удачно сочетающих в себе небольшой вес о высокими прочноотными овойствэми. А изложенное, в свою'очередь, существенным образом зависит от знания вопросов механики этих материалов. Поэтому, в настоящее время значительно эоирос интерес к проблемам механики комнсициокных usт«риалов.
Существенный вклад в развито механики композитных материалов внесли исследования И.А.Алфутова, С.Д.Акбарова, й.Ю.Бэбича, В.В.Болотина, Г.А.Ванина, В.В.Васильева, С.Д. Волкова, И.П.Гольденблэтэ, Я.М.Григоренко, Л.Н.і'узя, Г.М, Гуняева, А.А.Ильюшина, А.В.Квршшиня, Б.А.Киселева, В.И. Королева, С.Г.Лехницкого, 5.А.Ломакине, Н.И„Мэлшшн8, А.К. Мэммейотера, Б.П.Мословэ, С.Т.Мипейко, Ю.Н.Новичковэ, И.Ф. Образцова, П.М.Огибалове, В.В.Пврцевского, Б.А.Пелеха, Б.Е. Победри, В.Д„Протэсовэ, А.Л.Рабиновича, Ю.Н.Работнова, СВ. Серенсенз, А.М.Скудра, Ю.В.Суворовой, В.П.Тамуу', Ю.М.Твр-копольского, В.ГЛомашевского, Ю.С.Уряумцева, Л.П.Хорошунэ, Ф.Г.Шэнпеза, Т.Д.Шврмергора и доугих исследователей.
Важное место в механике композитных материалов аанимзвї вопросы, связанные о особенностями их структуры, одной из которых является искривление армирующих элементов. Указанные
искривления могут быть вызваны построением КОМПОЗИЦИОННЫХ материалов или в результате действия различных факторов технологии. Следует отмети-ть, что успешное применение нз практике искусственно созданных композиционных материалов в значительной мера связано с исследованием задач об определении приведенных механических свойств композиционных материалов, с учетом особенностей их структура, в частности, искривления армирующих элементов.
К настоящему времени в ряде работ многих исследователей изучены приведенные механические свойства композитных материалов с искривлеьчыми структурами. Однако, при этом привлекались различные прикладные теории, построенные на основе той или иной гипотезы кинематического или динамического характера для определения напряженно-деформированного состояния в компонентах композитного материала при их соответствующем нагружении. В указанной направлении механики композитных материалов с точки зрения прикладного и теоретического значения оообую ценность представляют те результаты, относящиеся к вычислению приведенных механических свойств, в которых получены использованием результатов о распределении напряженно-деформированного состояния в компонентах композитного материале, которые определены в рамках модели кусочно-однородного тела с привлечением строгих трехмерных уравнений д.формируемого твердого тела.
Отметим, что исследования, проведенные в последние годы в работах А.Н.Гузя, С.Д.Акбэрова и в работвх их учеников, которые посвящены изучению проблемы определении напряженно-деформированного состояния в слоистых и волокнистых композитах
с искривленными структурами на основе модели кусочно-однородного теле о привлечением точных трехмерных уравнений линейной теории упругости и вязкоупругооти (обзор этих работ приведен в обзорной статье31'' дают возможность изучать приведенные механические свойства указанных композитна, исходя из результатов, полученных в этих, работах.
Из вышеизложенного следует, что изучение приведенных механических свойств композитных материалов с искривленными в двух направлениях слоями с использованием результатов, полученных на основе моделі кусочно-однородного тела с привлечением тэчпьи трехмерных уроЕ::ени;', линейной теории упругости nveei важное значение. Понтону теыэ нестоящей диссертационной работы, посвященной разработке и применению методов определения приведенных механических свойств композитных материалов с периодически искривленными в двух направлениях слоями, с использованием результатов, полученных на основе модели кусочно-однородного тела с привлечением точ..ых трехмерных уравнений линейной теории упругости., является весьма актуальной.
Цель работы - разработка методов определения и численное исследование приведенных механических свойств композитных материалов о периодически искривленными в двух направлениях слоями на основе результатов, полученных в раикзх
х) /IkWov S. V.,Gva 'AM. Statics о/ Laminated and ifircus cvmpsdes with curved structures.// AppCitd mechanics reviews, published кц /Tie Amenta.^ Society cf HechaiUccC Eactneers, vet 45, no. 2 , Febrvari/ 4992 ) pp. /7- 5 У.
uoдери кусочно-однородного теле с привлечением точных трехмерных уравнений линейной теории упругости, включая:
- постановку задач и уэзрзоотку методов определения
ПрИВЭДеННиХ 1ЮХЗЩІЧЄЄКИХ СВОЙСТВ КоиПОЗИТНЫХ 1.101С ри 8 ЛОЗ с
периодически искривленными в двух направлениях слоямл;
- исследование конкретных задач об определении приве
денных модулей упругости и приведенных модулей сдвига о
оценкой практической точности полученных результатов;
- выявление характера зависимости между приведенными механическими свойствами рассматриваемых композитов и параметрами задач.
Научная новизна к значимость результатов работы заключается в;
постановке задач об определении приведенных модулей упругости и приведенных модулей сдьигв композитных материалов о периодически искривленными в двух направлениях слоями с использованием результатов, полученных не основе модели кусочно-однородного тела с привлечением точных трехмерных уравнений линейной теории упругости;
разработке методов определения приведенных механи-чеоких свойств указанных композитов в излокекьой выше постановке;
установлении характера зависимости значений приведенных модулей упругости и приведенных модулей сдвига, от формы иокралений армирующих слоев, от механических свойств материалов сдоев наполнителя и матрицы, от концентрации наполнителя,и .д.
Рассмотренные в диссертационной работе задачи о<3 определении приведенных механических свойств композитных материалов с периодически искривленными в двух исправлениях слоями с использованием результатов, полученных на основе модели кусочно-однородного теле о привличеьием точных трехмерных линейных уравнений теории упругости решены впервые,
Достоверность полученных результатов и выводов подтверждаются:
I) использованием результатов, полученных не основе модели кусочно-однородного телэ с привлечением точных трехмерных уравнений линейной теории упругости;
. 1) корректностью постановки зэдоч, точноотью аналитического аппарата и обеспечением необходимой точности при проведенных числе.пшх расчетов;
3) согласованностью полученных результатов между собой, Физическими соображениями и с результатами, полученными ррнее другими авторами в райках различных вспомогательных гипотез.
Практическая ценность результатов настоящей диссертационной работы заключается б разработке методе определения приведенных механических свойств композитних метериалов о периодически искривленными в двух направлениях слоями на основе результатов, полученных в рэмквх модели кусочно-однородного телэ с привлечением точных трехмерных уравнений линейной теории упругости.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и оосугкдались на семинаре стделоз механики
кочпо8ИЕНых материалов и изхеники разрушения Институте математики и мзхёнлки АК Азербайджана (1989-1992), не ХІУ Неуч-ноЧ конференции молодых исследователей ВУЗов Азерб.Респ.
(1991г.).
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в /1-2/.
Обьем работы. Диссертационная работа изложена не 110 страницах, включая 5 рисунков и 9 таблиц. Список использо-звнной литературы насчитывает 67 наименований.