МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО ОДНОНАПРАВЛЕННОГО ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА
Композитные материалы широко применяются в тех областях промышленности, где к производимому оборудованию предъявляются повышенные требования прочности, надежности, термостойкости, устойчивости к действию агрессивных сред и другим экстремальным условиям эксплуатации (авиастроение, судостроение, paкетостроение и т.п.).
В последние десятилетия в механике композитов сформировалось отдельное направление, изучающее стохастические композиты - статистическая механика композитных материалов. Предметом исследования выступает целый ряд однонаправлено армированных композитов, у которых в сечении, перпендикулярном направлению армирования, образуются непересекающиеся круги с разными диаметрами, располагающиеся в плоскости случайным образом. Такие композиты, как и все остальные композиционные материалы, отличаются неоднородностью структуры. Наиболее подробно изучены структура и свойства двухкомпонентной композитной фpaкции типа стеклопластика со случайным расположением структурных элементов. Трехкомпонентные композиты - стеклоуглепластики, соединения волокон графита, молибдена, стеклянные волокна и их различные сочетания - выступают в качестве современного объекта исследования в статистической механике данных материалов [1, 2].
Для нахождения прочностных хаpaктеристик трехкомпонентных композитов необходимо иметь модель структуры материала. Рассмотрим процесс моделирования структуры стохастической трехкомпонентной среды, выполняющийся автоматически в математическом пакете MAPLE.
Построение модели сводится к размещению на плоскости непересекающихся кругов двух типов (соответствующих виду наполнителя). Круги расположены случайным образом. Исходной информацией является следующий набор данных: размеры требуемого поля, процент заполнения поля каждой компонентой, пределы изменения случайных диаметров включений. Необходимо получить массив случайных значений х, у - центров построенных кругов, а также соответствующих им диаметров (или радиусов).
В процессе математического моделирования структуры возникает необходимость в решении двух дополнительных задач. Первая задача - проверка на пересечение кругов. Для этого в цикле по построению нового круга осуществляется проверка на выполнение условия: радиус каждого последующего круга сравнивается с расстояниями до центров всех уже построенных кругов. Вторая задача - проверка условия заполнения поля каждой компонентой в соответствии с заданным процентным содержанием компонентов. Такая проверка достигается созданием в моделирующей программе двух циклов: по первой компоненте с достижением объемной доли одного наполнителя, и по второй компоненте с достижением объемной доли второго наполнителя. В качестве третьей компоненты данного трехкомпонентного композита выступает связующая фpaкция. В программе предусмотрена специальная метка, которая присваивается каждому построенному кругу и отличает принадлежность построенного круга тому или иному наполнителю. Случайность расположения кругов на плоскости и случайность радиусов достигается включением в процесс моделирования стандартной программы RENDOM.
Предусмотрена проверка принадлежности вновь построенного круга заполняемой плоской области. Круги, центры которых выходят за пределы поля, исключаются из построения.
Результатом работы программы является массив чисел, состоящий из координат центров построенных кругов и массив соответствующих радиусов. Кроме того, имеется возможность получения визуальной картины статистического поля структуры с тремя компонентами. На визуальной картине каждая компонента окрашена своим цветом. Построенная статистическая модель трехкомпонентного композита, если она удовлетворяет свойствам однородности и эргодичности, позволяет рассчитать механические хаpaктеристики материала при конкретном виде деформирования.
Список литературы
1. Волков С.Д., Ставров В.П. Статистическая механика композитных материалов. - Минск: Изд-во БГУ им. Ленина, 1978. - 205 с.
2. Лаврушина Е.Г., Бойко Л.А. Распределение температурных напряжений в дорожных покрытиях // Строительные материалы. - 2009. - № 11. - С. 74-75.
Статья в формате PDF
139 KB...
10 10 2026 22:52:34
Статья в формате PDF
114 KB...
06 10 2026 22:10:53
Статья в формате PDF
127 KB...
05 10 2026 19:56:52
Статья в формате PDF
111 KB...
03 10 2026 10:42:38
Статья в формате PDF
145 KB...
02 10 2026 15:29:28
Статья в формате PDF
261 KB...
30 09 2026 18:59:47
Статья в формате PDF
141 KB...
29 09 2026 20:39:48
Статья в формате PDF
116 KB...
26 09 2026 1:29:32
Построена октетная электродинамика. Обсуждена возможность объединения механики и электродинамики. Выявлена дальнодействующая структуризация октетного прострaнcтва. Исследуются свойства интервала.
...
25 09 2026 10:43:46
Статья в формате PDF
99 KB...
24 09 2026 4:41:19
Статья в формате PDF
116 KB...
23 09 2026 13:30:25
Статья в формате PDF
236 KB...
22 09 2026 22:18:27
В настоящей работе представлены результаты физиолого-гигиенической оценки бронежилетов для наружного ношения, отличающихся конструкцией и видом используемых для изготовления чехлов материалов.
Проведены три серии испытаний бронежилетов в условиях микроклиматической камеры в лаборатории специальной одежды Ивановского НИИ охраны труда и реальных условиях эксплуатации в Отделе специального назначения УИН Минюста России по Ивановской области. Сравнительная оценка физиолого-гигиенических хаpaктеристик бронежилетов в первой серии испытаний показала, что по показателям теплового состояния и сердечно-сосудистой системы бронежилет модели 1, чехол которого изготовлен из нового материала с дискретным полимерным покрытием, отличается в лучшую сторону. Исследовали во второй серии испытаний эту модель бронежилета, но с введением в структуру дополнительного амортизационного слоя. Результаты испытаний показали, что сдвиги функционального состояния носчиков наименее выражены при использовании бронежилета с амортизационным слоем. При проведении третьей серии испытаний на пересечённой местности наибольшее число носчиков отметили бронежилет модели 1 с амортизационным слоем как оптимальный.
...
21 09 2026 22:53:32
Статья в формате PDF
208 KB...
20 09 2026 23:53:25
В миниобзоре приведены современные тренды изучения роли окислительного стресса в патогенезе хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Показано, что развитие окислительного стресса происходит синхронно с дисбалансом в системе протеазы/антипротеазы и взаимосвязано с нарушением обмена железа. Приведены данные, демонстрирующие нарушение регуляции антиоксидантной защиты при ХОБЛ. Показана взаимосвязь между развитием окислительного стресса и воспалением. Обсуждается гипотеза о взаимосвязи окислительного стресса, хронического воспаления и старения в механизме патогенеза ХОБЛ.
...
19 09 2026 11:46:26
Статья в формате PDF
297 KB...
18 09 2026 21:44:44
Статья в формате PDF
253 KB...
17 09 2026 2:58:24
Статья в формате PDF
115 KB...
16 09 2026 14:52:10
Статья в формате PDF
101 KB...
15 09 2026 11:26:29
Статья в формате PDF
114 KB...
14 09 2026 10:14:18
Статья в формате PDF
280 KB...
13 09 2026 17:42:21
Статья в формате PDF
139 KB...
12 09 2026 5:32:20
В работе для 55 элементов периодической системы рассчитаны поверхностное натяжение, критический радиус и постоянная Толмена. Для металлов с низкой температурой плавления величина поверхностного натяжения составляет доли Дж/м2, а для тугоплавких – единицы Дж/м2. Критический радиус d хаpaктеризует внутренние размерные эффекты и не превышает 10 нм для исследованных металлов.
...
11 09 2026 14:14:30
Статья в формате PDF
115 KB...
09 09 2026 23:31:49
Статья в формате PDF
101 KB...
08 09 2026 2:48:26
Статья в формате PDF
119 KB...
07 09 2026 2:24:42
Статья в формате PDF
115 KB...
06 09 2026 5:13:52
Статья в формате PDF
120 KB...
05 09 2026 1:28:14
Статья в формате PDF
131 KB...
04 09 2026 13:26:34
Статья в формате PDF
122 KB...
03 09 2026 5:24:45
Статья в формате PDF
163 KB...
02 09 2026 15:26:35
Статья в формате PDF
295 KB...
01 09 2026 1:37:16
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
