Запропоновано основний підхід до розгляду задач про механічні властивості нанокомпозитних матеріалів (НКМ) із полімерною матрицею та задач про особливості деформування як НКМ, так і елементів конструкцій із цих матеріалів. Обговорено поняття гомогенізації та континуалізації стосовно НКМ. Визначено чотири кола основних проблем механіки НКМ: опис властивостей наноутворень (НУ); опис властивостей матриці (сполучника); опис явищ на поверхнях розділу матриці та НУ; визначення усереднених властивостей нанокомпозита (НК), що уможливлює перехід до механіки елементів конструкцій. Особливу увагу звернено на поняття граничних умов на поверхнях розділу матриці та наповнювача, де вказано на роль двосторонніх оцінок. Розглянуто основні моделі лінійного та нелінійного деформування мікро- та НК. У межах таких моделей проведено числове моделювання. Це моделювання дозволяє спостерегти й описати особливості в передбаченні процесів руйнування, деформування та поширення хвиль у НКМ із полімерною матрицею. Числові результати представлено у вигляді графіків.Викладено загальний погляд на механіку нанокомпозитних матеріалів, що дозволяє сформулювати систему підходів і методів аналізу в наномеханіці композитних матеріалів. Обговорено місце механіки в дослідженні матеріалів і структурні рівні, які поділяють механіку на макро-, мезо-, мікро- і наномеханіку. Запропоновано стислий історичний нарис розвитку технології створення наноматеріалів, надано приклади різних нанотехнологій і наноматеріалів, описано типові наноматеріали і їх властивості. Розглянуто матриці та армуючі елементи нанокомпозитних матеріалів і їх фізичні властивості, запропоновано варіант класифікації нанокомпозитних матеріалів. Увагу приділено моделюванню в структурній наномеханіці композитів, принципам континуалізації і гомогенізації, краєвим і приповерхневим ефектам, границям застосування континуального підходу, двостороннім оцінкам. Обговорено дві основні моделі в рамках основного підходу як сукупності концепцій, моделей і постановок задач, развиток методів дослідження і одержання основних результатів, адекватних механічним явищам в нанокомпозитах. Представлений матеріал відповідає, в основному, книзі: Гузь А. Н., Рущицкий Я. Я., Гузь И. А. Введение в механику нанокомпозитов.Проаналізовано основні результати щодо створення основ механіки руйнування матеріалів за умов стиску вздовж тріщин в однорідних матеріалах з тріщинами та в неоднорідних (композитних) матеріалах з тріщинами на межах розподілу. Розглянуто результати, які одержано в межах пружних, пластичних і в'язкопружних моделей деформівних тіл. Оглядова стаття складається з трьох частин. В першій частині проаналізовано створення базової концепції, яка визначає старт (початок) руйнування як механізм локальної втрати стійкості стану рівноваги в околі тріщин, які розташовані в одній площині або в паралельних площинах. Також сформульовано критерій руйнування та основні проблеми, які виникають в даному напрямку механіки руйнування. Наведено два базові підходи до створення основ механіки руйнування за умов стиску вздовж тріщин. Перший підхід, так зване балочне наближення, заснований на різних прикладних теоріях стійкості тонкостінних систем (включаючи гіпотези Бернуллі, Кірхгофа - Лява, типу Тимошенка та інші гіпотези). Перший підхід є суттєво наближеним та вносить неусувну помилку під час визначення напружень. Другий підхід базується на основних співвідношеннях та методах тривимірної (3D) лінеаризованої теорії стійкості деформівних тіл у разі скінченних (великих) та малих докритичних деформацій. Другий підхід не вводить основних помилок, які характерні для першого підходу, та дозволяє одержувати результати з точністю, яка прийнята в механіці. Друга частина присвячена короткому аналізу основних результатів, які одержано в межах першого наближеного підходу, та більш детальному аналізу основних результатів, які одержано в межах другого строгого підходу (в межах тривимірної лінеаризованої теорії стійкості деформівних тіл за умов скінченних (великих) і малих докритичних деформацій). У випадку другого строгого підходу розглянуто точні розв'язки для тріщин, що розташовані в одній площині та взаємодіють поміж собою, розв'язки для тріщин, що розташовані в різних паралельних площинах і взаємодіють поміж собою, та проаналізовано результати для деяких конструкційних матеріалів. У третій частині наведено нові результати для тріщин, що розташовані в різних паралельних площинах і взаємодіють поміж собою, для випадку дуже малої відстані між площинами, включаючи також випадок, коли вказана відстань прямує до нуля (в асимптотичному сенсі). Ці результати можна розглядати як граничний перехід від другого строгого підходу (тривимірна лінеаризована теорія пружної стійкості) до першого підходу (так зване балочне наближення). В такий спосіб оцінюється точність результатів в межах першого підходу та встановлюється структура граничних умов біля вершини тріщини в межах так званого балочного наближення.

  Повний текст PDF - 1.773 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"