РОЗРОБКА МОДЕЛІ ВТОМИ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ КОНТИНУАЛЬНОЇ МЕХАНІКИ ПОШКОДЖУВАНОСТІ

summary

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність, теоретичну та практичну цінність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження роботи, охарактеризовано новизну і практичну значимість наукових результатів, пред-ставлено дані про зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами, наведено інформацію про апробацію роботи та публікації основних результатів.

Перший розділ присвячений аналізу досліджень особливостей деформації та руйнування композиційних матеріалів при циклічному навантаженні. Приведені роботи, автори яких використовували методи й підходи математичного моделювання процесів втомного руйнування композитів різних типів. На основі проведеного аналізу моделі можна розділити на три групи: 1) хоча втомна поведінка армованих волокном композиційних матеріалів суттєво відрізняється від поведінки металів, багато моделей в останнє десятиліття були розроблені на основі відомих S-N кривих або діаграми типу Гудмана. Такі моделі складають перший клас так званих «моделей втомної міцності». Ці моделі потребують великих експериментальних досліджень і не беруть до уваги реальні механізми пошкодження, такі як матричні руйнування й розрив волокон; 2) феноменологічні моделі для багатоциклової втоми. Ці моделі пропонують еволюційний закон, який описує поступову деградацію міцності або жорсткості матеріалу, виходячи з макроскопічних властивостей; 3) моделі на основі концепцій континуальної механіки пошкоджуваності, в яких пошкодженість кількісно описується деякими внутрішніми параметрами матеріалу.

Розвиток пошкодженості визначається еволюційними кінетичними рівняннями, які віддзеркалюють незворотний характер пошкодженості. Головним результатом всіх втомних моделей є прогноз втомної довговічності, причому кожна модель використовує свій власний критерій для визначення умови руйнування і, як наслідок, втомної довговічності композиційного матеріалу.

У другому розділі розглянуті загальні уявлення про кінетику накопичення пошкоджень, модельні представлення пошкодженості, її міра. Також розглянуті фізико-механічні уявлення ізотропної та анізотропної пошкоджуваності в твердих тілах.

Розроблена математична модель накопичення анізотропної пошкодженості на основі гіпотези про те, що швидкість накопичення втомних анізотропних пошкоджень в композиті залежить від максимальної енергії за цикл пружної деформації W^e, параметра циклу R, поточного рівня пошкодження D_ij та амплітудного напруження σ_ij. Для обчислення пошкоджуваності