Один из подходов к повышению смачиваемости дисперсных частиц наполнителя полимером основан на формировании полимерной оболочки на поверхностях частиц. Различия механических свойств ортотропного полимера и капсулированных частиц наполнителя являются основной причиной возникновения локальных напряженно-деформированных состояний в областях наполнителя. В работе представлены результаты математического моделирования формирования остаточных технологических напряжений на примере структурной модели полимерных композиционных материалов. Показана зависимость этих технологических напряжений от ориентации молекул полимера в кристаллитах по отношению к частицам наполнителя.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.17223/19988621/89/10
- eLIBRARY ID
- 67965273
От функционального полимерного композита требуется сочетание различных свойств [1, 2]. Например, механические свойства и устойчивость к биоразложению [3] требуются для полимерных композитов, которые используются в тропическом климате, или электрическая проводимость, оптическая прозрачность и сопротивление истиранию [4] требуются для полисилоксанового композиционного покрытия органического стекла в авиации. Частицы субмикронного наполнителя широко используются для придания полимерной композиции требуемых функциональных свойств (теплопроводность, электропроводность, стойкость к биодеструкции и др.) [5, 6].
Список литературы
-
Rybak A., Malinowski L., Adamus-Wlodarczyk A., Ulanski P. TheimaUy conductive shape memory polymer composites filled with boron nitride for heat management in electrical insulation // Polymers. 2021. V. 13 (13). P. 2161-2172. DOI: 10.3390/polym13132191 EDN: XKIFZM
-
Mittal V. Functional polymer nanocomposites with graphene: a review // Macromolecular Materials and Engineering. 2014. V. 299 (8). P. 906-931. DOI: 10.1002/mame.201300394 EDN: UUBMLZ
-
Rosciszewski P., Lukasiak J., Dorosz A., Galinski J., Szponar M. Biodegradation of polyorganosiloxanes // Macromolecular Symposia. 1998. V. 130 (1). P. 337-346. 10.1002/ masy.19981300129. DOI: 10.1002/masy.19981300129
-
Li Y., Zhang L., Li C. Highly transparent and scratch resistant polysiloxane coatings containing silica nanoparticles // Journal of colloid and interface science. 2020. V. 559. P. 273-281. DOI: 10.1016/j.jcis.2019.09.031
-
Chauhan S.R., Thakur S. Effects of particle size, particle loading and sliding distance on the friction and wear properties of cenosphere particulate filled vinylester composites // Materials & Design. 2013. V. 51. P. 398-408. DOI: 10.1016/j.matdes.2013.03.071
-
Hong J.I., Winberg P., Schadler L.S., Siegel R.W. Dielectric properties of zinc oxide/low density polyethylene nanocomposites // Materials Letters. 2005. V. 59 (4). P. 473-476. DOI: 10.1016/j.matlet.2004.10.036 EDN: KILOCT
-
Vasyukova I.A., Zakharova O.V., Chaika V.V. Toxic Effect ofMetal-Based Nanomaterials on Representatives of Marine Ecosystems: A Review // Nanobiotechnology Reports. 2021. V. 16 (2). P. 138-154. DOI: 10.1134/S2635167621020178 EDN: BDPQZD
-
Wyszkowska J., Borowik A., Kucharski M., Kucharski J. Effect of cadmium, copper and zinc on plants, soil microorganisms and soil enzymes // Journal of Elementology. 2013. V. 18 (4). P. 769-796. DOI: 10.5601/jelem.2013.18.4.455 EDN: SRJBLN
-
Akhmadeev A.A., Bogoslov E.A., Danilaev M.P., Klabukov M.A., Kuklin V.A. Influence of the Thickness of a Polymer Shell Applied to Surfaces of Submicron Filler Particles on the Properties of Polymer Compositions // Mechanics of Composite Materials. 2020. V. 56. P. 241-248. DOI: 10.1007/s11029-020-09876-4 EDN: FNEUTT
-
Danilaev M.P., Drobyshev S.V., Klabukov M.A., Kuklin V.A., Mironova D.A. Formation of a Polymer Shell of a Given Thickness on Surfaces of Submicronic Particles // Nanobiotechnology Reports. 2021. V. 16 (2). P. 162-166. DOI: 10.1134/S263516762102004X EDN: PFESQI
-
Marra A., Silvestre C., Duraccio D., Cimmino S. Polylactic acid/zinc oxide biocomposite films for food packaging application // International journal of biological macromolecules. 2016. V. 88. P. 254-262. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2016.03.039
-
Zaaba N.F., Jaafar M. A review on degradation mechanisms of polylactic acid: Hydrolytic, photodegradative, microbial, and enzymatic degradation // Polymer Engineering & Science. 2020. V. 60 (9). P. 2061-2075. DOI: 10.1002/pen.25511
-
Анисимова М.А., Князева А.Г. Оценка напряжений и деформаций в процессе формирования переходного слоя между частицей и матрицей // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2020. № 63. С. 60-71. EDN: JEOSNV
-
Rahmanian V., Galeski A. Cavitation in strained polyethylene/nanographene nanocomposites // Polymer. 2021. V. 232 (6). P. 124158-124169. DOI: 10.1016/j.polymer.2021.124158
-
Данилаев М.П., Карандашов С.А., Киямов А.Г., Клабуков М.А., Куклин В.А., Сидоров И.Н., Энская А.И. Формирование и характер остаточных напряжений в дисперсно-наполненных полимерных композитах с частично кристаллической структурой // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25 (2). C. 67-76. DOI: 10.55652/1683-805X_2022_25_2_67 EDN: WDJCAM
-
Седов Л.И. Механика сплошной среды: учебник для вузов. СПб.: Лань, 2004. Т. 1. 528 с.
-
Тарлаковский Д.В., Федотенков Г.В. Общие соотношения и вариационные принципы математической теории упругости. М.: МАИ, 2009. 112 с. EDN: QJWNEP
-
Casale A. Polymer stress reactions. Elsevier, 2012. DOI: 10.1016/B978-0-12-162801-7.X5001-0
-
Christensen R.M. Mechanics of composite materials. Courier Corporation, 2012. DOI: 10.1115/1.3153710
Выпуск
Другие статьи выпуска
Определена: нетрадиционные эффективные механические параметры, являющиеся относительной мерой проявления деформационного отклика рассматриваемых мезо- или микрообъемов кости в трех перпендикулярных направлениях, и эффективный модуль упругости при осевом сжатии. Установлено, что образцу: костных тканей, имеющие разные строение и состав, могут отличаться характером распределения напряжений и деформаций, но иметь близкие модули упругости, и наоборот. Показано, что введенные параметры отражают характер распределения напряжений и деформаций. Предлагается использовать рассмотренные характеристики при подборе индивидуальных остеоимплантатов.
Определение физико-механических характеристик материалов при высоких скоростях деформации играет ключевую роль в повышении адекватности и точности инженерного анализа конструкций, работаюшцх в экстремальных условиях. В данной работе представлена: результаты экспериментальных исследований деформации и разрушения тонколистового проката сплава Ti-5Al-2.5Sn при продавливании полусферическим индентором со скоростью 10, 5, 1 и 0,5 м/с и результата: численного имитационного моделирования испытаний. Результата: моделирования испытаний на динамическое продавливание пластин с использованием вязкопластической модели механического поведения повреждаемых сред показали возможность валидации модели с кинетикой повреждения для сложных напряженных состояний в условиях двухосного высокоскоростного растяжения. Полученные в расчетах формы трешин и прогибы пластин аналогична: наблюдаемым в экспериментах при динамическом продавливании сплава.
Рассматривается комплексный расчетно-экспериментальный подход к описанию механического состояния эпоксидного связующего при малых деформациях в зависимости от степени его отверждения. Кинетическое трехпараметрическое уравнение конверсии строится на основе изотермических испытаний. Физические уравнения вязкоупругости в форме Вольтерра используют результаты испытаний стандартных образцов по программе: растяжение с заданной скоростью до заданной деформации, выдержка при фиксированной деформации в течение заданного времени.
Рассматривается проблема реализации сервосвязей в неголономных механических системах. Отмечаются особенности введения управляюшцх сил, реализующих заданную сервосвязями программу движения. Построен математический алгоритм управления посредством сервосвязей механической системой, состоящей из колесной платформы (робота) с дифференциальным приводом ведушцх колес и прицепа. На колеса системы дополнительно наложены неголономные ограничения. Результаты проиллюстрированы графически.
Исследуется процесс бесконтактной транспортировки объекта космического мусора сферической формы под воздействием ионного потока, генерируемого двигателем активного космического аппарата. Найден закон оптимального управления тягой двигателя активного космического аппарата, позволяющий демпфировать колебания центра масс космического мусора в направлении, перпендикулярном плоскости орбитального движения. Проведено численное моделирование спуска, подтверждающее корректность найденного закона.
Представлена: результаты математического моделирования процесса зажигания и вылета таблетки-излучателя из гильзы. Получена: зависимости среднеобъемного давления в гильзе от времени для двух радиусов частиц: 1 и 25 мкм. Оценены времена зажигания торцевой поверхности таблетки-излучателя. Высота зазора между цилиндрическими поверхностями таблетки и гильзы варьировала в пределах от 0.5 до 2 мм. Получена: скорости вылета таблетки-излучателя из гильзы для разной высоты зазора между цилиндрическими поверхностями таблетки и гильзы.
Исследовано влияние ведущего пояска на процесс внедрения удлиненного ударника в алюминиевые преграды. Получены экспериментальные данные высокоскоростного взаимодействия удлиненных ударников с алюминиевыми преградами в диапазоне скоростей 200-450 м/с. С использованием модифицированного расчетного комплекса EFES проведены параметрические расчеты взаимодействия удлиненных ударников различных конструкций с алюминиевыми преградами.
Численно исследуются двумерный тетрахиральный метаматериал и влияние его структуры на механическое поведение. Изучено влияние изменения параметров хиральной структуры образца на его деформацию, напряжения и эффективные упругие свойства. Показано, что уменьшение объема базового материала в образце влечет уменьшение эффективного модуля Юнга. Выявлена: параметры структуры метаматериала, обеспечивающие ауксетические свойства. Наибольшее значение интегральной деформации, оцениваемой по отклонению образца из метаматериала от его исходного положения, замечено при рациональном соотношении длин элементов структуры.
Рассматриваются размерностные свойства подпространств пространства P(X) вероятностных мер, для которых определена: трансфинитные размерностные функции ind, Ind и dim. Показано, что счетномерность компакта X эквивалентна существованию размерностей indPω(X) , IndPω(X), dimPω(X), indPf(X), IndPf(X) и dimPf(X) для подпространств Pω(X), Pf(X), Pn(X) соответственно. Также замечено, что для любого компактного С-пространства подпространств Pn(X), Pω(X), Pf(X) пространства P(X) являются компактными С-пространствами. Если для бесконечного компакта X подпространство Pω(X) содержит гильбертов куб Q, то существует число n∈N , n>1, такое что Xn x σn-1 содержит гильбертов куб Q. Далее для бесконечного компакта X выделен ряд подпространств Y компакта P(X), которые являются многообразиями. B частности, для собственного замкнутого подмножества A⊂X подпространства Sp(A) есть l2-многообразия для любого n ∈ N (n>1), P(X) \ Pn(X) есть Q-многообразия, для любого собственного всюду плотного счетного подпространства A⊂X подпространство Pω(A) является граничным множеством компакта P(X). Если Pω(X) содержит гильбертов куб Q, то подпространство Pω(X) гомеоморфно пространству ∑. Показано, в каких случаях всюду плотные подмножества A пространств P(X), определенных в бесконечном компакте X, являются его граничным множеством, а также выделено, какие всюду плотните подмножества A⊂P(X) и B⊂P(Y) для бесконечных компактов X и Y соответственно пространств P(X) и P(Y) являются одновременно взаимно гомеоморфными.
На основе трехмерного аффинного пространства А3 строится шестимерное точечно-векторное пространство Е6, точка которого - упорядоченная пара точки из А3 и ковектора, а вектор - упорядоченная пара из вектора и ковектора. В E6 имеется псевдоевклидова метрика сигнатуры (3,3). Решается задача об отыскании всех аффинно-полуинвариантных псевдоримановых метрик в касательном расслоении данного пространства. Показано, что отыскание подуинвариантных метрик приводит к нахождению инвариантных метрик, и таких метрик имеется однопараметрическое семейство, включающее как тривиадьный случай и псевдоевкдидову метрику. Ддя указанного семейства метрик построена связность Леви-Чивита и дано описание геодезических диний этой связности в общем случае.
Рассматривается вторая начально-краевая задача с однородными граничными условиями для одномерного модифицированного волнового уравнения, в котором коэффициент при второй пространственной производной заменен степенной функцией от интеграла квадрата модуля производной решения уравнения по x. Исследованы степенные функции трех видов. Установлена: соответствующие им априорные неравенства, правая часть которых используется для линеаризации уравнений.
Издательство
- Издательство
- ТГУ
- Регион
- Россия, Томск
- Почтовый адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- Юр. адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- ФИО
- Галажинский Эдуард Владимирович (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@tsu.ru
- Контактный телефон
- +8 (382) 2529585
- Сайт
- https:/www.tsu.ru