Определение диссипативных свойств модифицированного композита при динамическом нагружении чистым сдвигом вдоль волокон

Авторы

Шавелкин Д. С.^*, Орехов А. А.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: dshavelkin@inbox.ru
**e-mail: a_orekhov@mai.ru

Аннотация

В статье решается задача об определении диссипативных свойств модифицированного композита, нагруженного динамическими усилиями чистого сдвига вдоль волокон. Для определения эффективных свойств композита используются процедуры самосогласованного метода Эшелби. Исследуется эффективный модуль упругости сдвига композита при предположении, что элементарная ячейка находится в условиях чисто сдвиговой нагрузки. При этом исследуется эффективный модуль упругости сдвига композита. Предполагается, что элементарная ячейка находится в условиях чисто сдвиговой нагрузки. В отличие от модуля объемного сжатия, модуль сдвига находится неявно, поскольку в системе обычно используются уравнения второго порядка, которые являются нелинейными. На основе проведенных исследований сделано предположение, что введение в вязкоупругий слой специальных наноструктур – вискерсов позволит одновременно увеличивать эффективный поперечный модуль потерь.

Ключевые слова:

диссипативные свойства, модифицированный композит, чистый сдвиг, сферические включения, вискерсы, вязкоупругая матрица

Список источников

1. Jones D.I.G. Handbook of viscoelastic vibration damping. Wiley : Chichester, 2001. 416 p.
2. Chandra R., Singh S.P., Gupta K.Chandra, R. Damping studies in fiber-reinforced composites: a review // Composite Structures, 1999. Vol. 46. P. 41–51.
3. Gusev A.A., Lurie S.A. Loss amplification effect in multiphase materials with viscoelastic interfaces // Macromolecules, 2009. Vol. 42 (14). P. 5372–5377. DOI 10.1021/ma900426v.
4. Кристенсен Р.М. Введение в механику композитов. М. : Мир, 1982. 334 с.
5. Hashin Z. Complex moduli of viscoelastic composites – I. General theory and application to particulate composites // International Journal of Solids Structure, 1970. Vol. 6. P. 539–552.
6. Berlyand L.V., Kozlov S.M. Asymptotics of homogenized moduli for the elastic chess-board composites // Arch Rational Mech Anal, 1992. Vol. 118. P. 95–112.
7. Berlyand L.V., Promislow K. Effective elastic moduli of a soft medium with hard polygonal inclusions and extremal behavior of effective Poisson’s ratio // Journal of elasticity, 1995. Vol. 40. P. 45–73.
8. Christensen R.M., Lo K.H. Solutions for effective shear properties in three phase sphere and cylinder models // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1979. Vol. 27. P. 315–330.
9. Hill R. A self-consistent mechanics of composite materials // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1965. Vol. 13. P. 213–222.
10. Budiansky B. On the elastic moduli of some heterogeneous materials / B. Budiansky // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1965. Vol. 13. P. 223–227.
11. Chandra R., Singh S.P., Gupta K. Study of damping in fiber-reinforced composites // Journal of Sound and Vibration, 2003. Vol. 262. P. 475–496.
12. Evidence for the shift of the glass transition near the particles in silica-filled elastomers / J. Berriot, H. Montes, F. Lequex, D. Long, P. Sotta // Macromolecules, 2002. Vol. 35. P. 9756–9762.
13. Heinrich G., Kluppel M., Vilgis T.A. Reinforcement of elastomers / // Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2002. Vol. 6. P. 195–203.
14. Масштабные эффекты в механике сплошных сред. Материалы с микро- и наноструктурой: учебное пособие / С.А. Лурье, П.А. Белов, Л.Н. Рабинский, С.И. Жаворонок. М. : Издательство МАИ, 2011. 11 с. 
15. Кривень Г.И., Маковский С.В. О демпфирующих свойствах вискеризованного слоя в модифицированных волокнистых композитах // Труды МАИ: электрон. журн., 2020. № 114. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/63c/Kriven_ Makovskiy_rus.pdf?lang=ru&issue=114. 

Скачать статью