Моделювання руйнування композиційних матеріалів у в ипадку складного напруженого стану

Abstract

Актуальність теми дослідження. Сучасні тенденції розвитку машинобудування основані на використанні прогресивних матеріалів, які мають суттєві переваги у порівнянні з традиційними матеріалами. Дослідження характеру руйнування таких матеріалів під дією експлуатаційних навантажень на стадії проектування виробу забезпечує визначення терміну безвідмовної роботи та працездатності механізмів. Тому існує необхідність дослідження кінетики руйнування композиційних матеріалів при зародженні мікроруйнувань, що відповідає активаційному процесу повного руйнування вузла машини. Постановка проблеми. Дослідження руйнування композиційних матеріалів основані на концепціях представлення однорідності структури, багатокомпонентного матеріалу та його фізико-механічних властивостей. Проблема створення математичних моделей, які описують руйнування композиційних матеріалів, а також методів його контролю, наприклад, за ультразвуковими зміщеннями поверхонь, додатково пов’язана з різноманітними математичними апаратами, що описують кінетику руйнування таких матеріалів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, включаючи концепцію руйнування композиційних матеріалів у вигляді пучка волокон. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Дослідження кінетики мікроструктурних руйнувань поверхонь композиційних матеріалів у випадку складного напруженого стану. Постановка завдання. Підвищення достовірності визначення характеру руйнування композиційних матеріалів у випадку складного напруженого стану основане на розробці моделі, яка враховує характер зміни напруженого стану мікроелементів, а також зміну кількості незруйнованих мікроелементів у часі до повного руйнування зразка. Виклад основного матеріалу. Проведені теоретичні дослідження руйнування волокнистого композиційного матеріалу у випадку складного напруженого стану, який відповідає поперечному навантаженню, що дозволяє встановити закономірності його руйнування в часі залежно від факторів, що впливають. Отримані результати моделювання дозволяють оцінити розподіл міцності та живучість композиційного матеріалу на кожній стадії його руйнування. Висновки відповідно до статті. Розроблена модель руйнування композиційного матеріалу у випадку складного напруженого стану дозволяє оцінити характер руйнування мікроелементів багатокомпонентного матеріалу в часі, а також виявити шляхи підвищення міцності з урахуванням діючих силових навантажень на досліджуваний зразок.