Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

К вопросу проектирования балочного элемента на основе полимерных композиционных материалов с учетом ударных воздействий

Опубликовано: 09.04.2020

Авторы: Астахов М.В., Славкина Е.В.

Опубликовано в выпуске: #4(100)/2020

DOI: 10.18698/2308-6033-2020-4-1969

Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела

Применение изделий из полимерных композиционных материалов — широко распространенный способ снижения массы конструкции и уменьшения опасности ее коррозионного разрушения. Одним из основных недостатков таких изделий является низкая стойкость к ударным нагрузкам. Рассмотрены преимущества и недостатки известных методов компенсации динамических нагружений деталей и узлов из полимерных композиционных материалов. Предложена конструкция многослойного адаптивного балочного элемента, содержащего внутренний слой упруговязкопластичной дилатантной жидкости — полисиликона в качестве прослойки переменной жесткости, повышающей стойкость к ударам. На основании проведенного лабораторного тестирования со статистической обработкой результатов определены механические характеристики полисиликона во время ударного нагружения (плотность, коэффициент Пуассона, модуль Юнга, модуль сдвига), построен график зависимости нормального напряжения от относительной продольной деформации. Предложена методика расчета на прочность адаптивного балочного элемента с внутренней прослойкой из полисиликона при ударных воздействиях.


Литература
[1] Nesrin S.K, Yekta K., Huseyin O., Gokce O. Textile Reinforced Structural Composites for Advanced Applications. Textiles for Advanced Applications. Chapter 4. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.68245
[2] Pengfei L., Qilin Z., Jinchun L., Haosen C. Research on the mechanical properties of a glass fiber reinforced polymer-steel combined truss structure. Scientific World Journal, vol. 2014, 13 p. http://dx.doi.org/10.1155/2014/309872
[3] Valasek P., Kejval J., Muller M. Epoxy resin filled with primary and secondary raw material — useable in agriculture. Research in Agricultural Engineering, 2014, vol. 60(4), pp. 165–171. https://doi.org/10.17221/23/2013-RAE
[4] Сорокина И.И., Астахов М.В. Перспективы применения полимерных композитных материалов с добавлением нанокристаллических порошков оксида алюминия в конструировании и ремонте сельскохозяйственной техники. Технология металлов, 2012, № 12, с. 18–20.
[5] Yongjing W., Duc Truong P., Chunqian J. Self-healing composites: A review. Wang et al. Cogent Engineering, 2015, no. 2. http://dx.doi.org/10.1080/23311916.2015.1075686
[6] Wadhawan V.K. Smart structures: blurring the distinction between the living and the nonliving. Oxford, Oxford University Press, 2007, 368 p.
[7] Chopra I., Sirohi J. Smart Structures Theory. United Kingdom, Cambridge University Press Publ., 2013, 920 p.
[8] Астахов М.В., Грачева Е.В. Применение управляемых затяжек в адаптивных конструкциях. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 2. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2018-2-1727
[9] The revolutionary liquid armour suit that is made from bullet-proof custard’. URL: https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1294074/The-evolutionary-liquid-armour-suit-bullet-proof-custard.html/ (дата обращения 20.01.2020).
[10] Liquid Armor: Nano Particle Technology. URL: https://scienceaid.net/Liquid_Armor:_Nano_Particle_Technology/ (дата обращения 21.01.2020).
[11] Ferreira M., Möbius M., Boland C.J.N., Khan Um, Ryan G., Barwich S., Charifou R., Harvey A.N., Backes C., Li Z. Sensitive electromechanical sensors using viscoelastic graphene-polymer nanocomposites. Science, 2016, vol. 354 (6317), pp. 1257–1260. http://dx.doi.org/10.1126/science.aag2879
[12] Cross R. Elastic and viscous properties of Silly Putty. American Journal of Physics, 2012, vol. 80 (10), pp. 870–875. https://doi.org/10.1119/1.4732086
[13] Вольмир А.С. Расчет пластинок. Справочник машиностроителя. Т. 3. Москва, Машгиз, 1955, 380 с.
[14] Пастернак П.Л. Основы нового метода расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели. Москва, Госстрой-издат, 1954, 56 с.