ALFABUILD

Объектом исследования является композитный материал под названием ZEDEX-100K на основе полиэтилентерефталата с комплексом наполнителей из минеральных добавок на основе редкоземельных металлов, при взаимодействии с которыми в специальном реакторе изменяется структура полимерной матрицы и физико-механические свойства материала. Целью работы является изучение физико-механических характеристик композитного материала на основе полиэтилентерефталата, используемого для изготовления износостойких подшипников скольжения, а также определение эксплуатационных характеристик втулок судовых труб, изготовленных из этого материала. Метод. Основные физико-механические характеристики исследуемого материала были определены экспериментально. Втулки судовых труб, изготовленные из материала ZEDEX-100K, прошли полномасштабные испытания на износ. Результаты. Экспериментально установлены физико-механические характеристики композиционного материала ZEDEX-100K: средняя плотность - 1327 кг/м3, водопоглощение по массе - 0,07%, твердость по Шору D - 80 единиц, предел прочности при растяжении и модуль упругости - 62 МПа и 2894 МПа соответственно, предел прочности при растяжении и модуль упругости упругость при изгибе составляет 83 МПа и 2577 МПа соответственно, прочность на сжатие - 52 МПа, прочность на сжатие после воздействия дизельного топлива в течение 30 дней - 43 МПа и прочность на сжатие после воздействия морской воды в течение 5 месяцев - 31 МПа. Прочность на изгиб на 34% и 60% выше, чем прочность на растяжение и сжатие соответственно. Прочность на сжатие снизилась на 17% и 40% после воздействия дизельного топлива в течение 30 дней и морской воды в течение 5 месяцев соответственно. Максимально допустимый износ втулки носового и кормового трубных узлов диаметром 4,5 мм, установленных на буксире «Вагис», составит 39 000 часов общего времени работы в кормовой части и 32 500 часов в носовой части судна.

В статье обобщаются результаты исследований автора за последние несколько лет. Объектом исследования является наномодифицированный фибробетон для дорожных и аэродромных покрытий. Целью работы является разработка научно обоснованного технологического решения, обеспечивающего производство модифицированного фибробетона для дорожного и аэродромного строительства, а также всестороннее изучение его эксплуатационных характеристик. Метод. Распределение частиц по размерам в композитном вяжущем изучалось с помощью лазерной гранулометрии. Технологические свойства смеси определялись путем изучения поточного осадка. Средняя плотность была рассчитана путем деления массы образца на его объем. Прочность на сжатие изучалась при статической нагрузке на прессе на образцах с ребром 70 мм в возрасте 3, 7 и 28 дней. Результаты. Обосновано и экспериментально подтверждено технологическое решение для производства базальтофибробетона на модифицированном композиционном вяжущем (МКВ), которое заключается в создании пакета гидратных образований сверхвысокой плотности на наноуровне с использованием нового нетрадиционного сырья (алюмосиликатов, полученных по разработанной технологии, а также гидротермальной нанокремнезёмной массы). В результате MCB в сочетании с базальтовой микрофиброй, подобранной по закону подобия, обеспечивает увеличение прочности на растяжение при изгибе фибробетона в четыре раза и ударопрочности до 9 раз. Соотношение прочности на растяжение при изгибе и прочности на сжатие, равное 0,25, подтверждает эффективность работы при динамических и ударных нагрузках. Этот факт обеспечивает эффективность формирования структуры на ранних стадиях (прочность на растяжение при изгибе через 1 день составляет 3,6 МПа).

Объектом исследования является микроструктура стекло-базальтовых пластиковых композитных труб и взаимосвязь между их фрактальной размерностью и физико-механическими свойствами. Метод. Исследование включает проведение физических экспериментов по измерению и анализу свойств стеклопластиковых и стекло-базальтопластиковых композитных труб. Эксперименты включают испытания на прочность, модуль упругости, разрушение, изгиб и другие механические характеристики. Результаты. В статье рассматривается возможность моделирования микроструктуры стекло-базальтовых пластиковых композитных труб с помощью 3D-фрактального анализа. Массовый состав труб: 70% ровинга и 30% связующего вещества. Оценка фрактальной размерности микроструктуры проводилась в масштабе 300 мкм с акцентом на границах между структурными элементами (волокнистой матрицей и эпоксидным компонентом труб). Была установлена однозначная зависимость между фрактальной размерностью стекло-базальтовых волокон в трёхмерном пространстве, межфазными границами в двумерном пространстве и прочностью на разрыв, прочностью на сжатие и модулем Юнга. С увеличением фрактальной размерности стекло-базальтовых волокон с 2,055 до 2,245 и межфазных границ с 1,228 до 1,415 наблюдалось улучшение физико-механических свойств труб. Увеличение длины и фрактальной размерности границ раздела указывает на более высокие затраты энергии при разрушении трубы, что приводит к улучшению прочностных характеристик. Рассчитанные математические модели позволяют с удовлетворительной практической точностью прогнозировать физико-механические свойства стекло-базальтовых композитных труб на основе фрактального анализа микроструктуры.

Объектом исследования является отвержденный термореактивный полимер на примере отвержденного эпоксидного полимера. Целью данной работы является совершенствование методов конечно-элементного (КЭ) моделирования структуры отвержденных термореактивных полимеров для прогнозирования их механических, деформационных и термических свойств. Метод. Использовался метод структурного математического моделирования с последующим компьютерным КЭ-моделированием. Структура КЭ-модели была основана на тетраэдрической супрамолекулярной структуре отвержденного полимера. Используя структурную плотность в качестве параметра модели структуры, были определены относительный размер и расположение конечных элементов. Переход от упругого к вязкоупругому поведению контролировался путем изменения структурной плотности и свойств на сжатие/растяжение в местах соединения. Долгосрочная пластическая деформация и релаксация напряжения определялись как результат внутреннего сдвига супрамолекулярной структуры при снижении ее структурной плотности. Численное моделирование напряжений и деформаций было реализовано с помощью компьютерной программы LIRA SAPR. Результаты. Были разработаны численные модели отвержденного эпоксидного полимера, позволяющие с высокой точностью прогнозировать краткосрочные и долгосрочные деформации под нагрузкой с учетом температурного фактора.