Повреждаемость и длительная прочность стареющих упруго-вязких сред: 2020 г. этап 3

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

Сведения о проекте

описание


Рассматривается актуальная научно-техническая проблема прогнозирования долговременной прочности полимерных и композиционных материалов при сложных внешних воздействиях. Для решения этой проблемы необходимо выполнение комплексных теоретико-экспериментальных исследований взаимосвязанных процессов деформирования, старения и поврежденности в условиях длительного воздействия механических напряжений (статических, циклических) и температурных режимов. В этих условиях в материале происходят деструктивные процессы, состоящие из термической и механической стадий. В случае композиционных материалов из хрупких компонент поврежденность определяется потерей сплошности зоны контакта волокно-матрица, разрушением волокон в дефектных объемах, образованием трещин и пустот в матрице и др. Эти процессы сопровождаются химическими реакциями, которые усиливают изменения структуры и свойств рассматриваемых материалов. При этом деградация материала в значительной степени определяется, в частности, ультрафиолетовым излучением, кислородом, различными агрессивными средами. В случае стабильных полимеров, когда процессы старения не являются определяющими, разрушения связаны с механической поврежденностью. Значительное внимание в проекте будет уделено экспериментальным исследованиям с целью получения деформационных и прочностных характеристик полимеров и композитов при чередовании статических и циклических нагружений, теплового и климатического старения. В процессе выполнения проекта будут решены следующие задачи. В случае стареющих сред будут сформулированы уравнение Максвелла, записанное в шкале эффективного времени и кинетическое уравнение, основанное на концепции поврежденности. Для описания поведения стабильной, сжимаемой упруго-вязкой среды будут разработаны модифицированные уравнения наследственной среды Больцмана-Вольтерра для различных ядер ползучести. Будут рассмотрены релаксационные эффекты в стареющей вязко-упругой среде Максвелла. Согласно программе экспериментальных исследований будут поставлены следующие задачи. Изучение деформационных и прочностных закономерностей в опытах на чередование растяжения, сжатия климатического и температурного старения образцов из полиуретана и углепластика. Особое внимание будет уделено экспериментам на чередование циклических нагружений и старения при различных частотах испытаний. Усталостные испытания будут выполнены в режиме многоцикловой усталости и старения при относительно малой величине напряжений. Такая программа исследований наиболее близка к эксплуатационной, поэтому их результаты будут востребованы в инженерной практике.








Короткий заголовок__
АкронимRFBR_a_2018 - 3
СтатусАктивный
Действительная дата начала/окончания25/03/2026/12/20

Ключевые слова

  • полимерные и композиционные материалы
  • статическое и циклическое нагружение
  • частота нагружения
  • климатическое, тепловое и деформационное старение
  • упрочнение