Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X
2024, № 1
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Искусственный интеллект в материаловедении
и современных технологиях бетонных материалов:
анализ возможностей и перспектив

В. А. Полуэктова, М. А. Полуэктов

Представлен анализ актуальных тенденций и возможностей применения искусственного интеллекта в материаловедении и технологии бетона, включая строительную 3D-печать. Отмечена ключевая роль искусственного интеллекта в прогнозировании свойств материалов, разработке новых материалов и контроле качества. Искусственный интеллект, анализируя большие объемы данных, способен предлагать оптимальные параметры для достижения заданных свойств материалов, что позволяет снизить издержки и повысить производственную эффективность. Существующие реологические модели, описывают поведение материала на основе определенных уравнений и параметров. Эти модели могут быть полезны при прогнозировании свойств бетона, особенно если имеются данные о его компонентном составе. Однако, эти модели могут быть ограничены в точности прогнозирования, особенно для нестандартных или новых материалов. Машинное обучение способно обеспечить точное прогнозирование реологических и физико-механических свойств бетонных материалов. Алгоритмы машинного обучения, такие как XGBoost, LightGBM, Catboost и NGBoost, демонстрируют высокую точность прогнозирования и становятся мощным инструментом в области проектирования состава и инновационных бетонных технологий, а анализ аддитивных объяснений Шепли (SHAP) позволяет понять, какие параметры бетонной смеси оказывают наибольшее влияние на его характеристики.

Ключевые слова: искусственный интеллект, нейросети, машинное обучение, материаловедение, аддитивные технологии, 3D-печать бетоном, оптимизация, прогнозирование свойств, инновации.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-5-19
Полуэктова Валентина Анатольевна — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012 Белгород, ул. Костюкова, 46), доктор технических наук, доцент, профессор, специалист в области химического модифицирования дисперсных материалов и строительных композиций. E-mail: val.po@bk.ru.
Полуэктов Максим Алексеевич — Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012 Белгород, ул. Костюкова, 46), студент института информационных технологий и управляющих систем.
Ссылка:
Полуэктова В.А., Полуэктов М.А. Искусственный интеллект в материаловедении и современных технологиях бетонных материалов: анализ возможностей и перспектив. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 5 – 19. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-5-19
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние структуры пленок Co – Ni – Fe, полученных электрохимическим осаждением,
на магнитные свойства

Р. Д. Тихонов, А. А. Черемисинов, М. Р. Тихонов

Проведен анализ кристаллической структуры, состава пленок Co – Ni – Fe и установлено влияние скорости осаждения на преобразование слабого магнитного поля в магнитную индукцию dB/dH. Наличие кислорода на поверхности пленок свидетельствует о пористости структуры пленок Co – Ni – Fe, что подтверждается шероховатостью поверхности. Электрохимическое осаждение из хлоридного электролита показало возможность управления магнитными свойствами пленок при совершенствовании метода осаждения. Хлоридный электролит с фильтрацией, добавками борной кислоты, сахарина и соляной кислоты при соотношении концентраций CСо:CNi:CFe = 1:1:1 при температуре 70 °С обеспечивает воспроизводимое электрохимическое осаждение пленок Co – Ni – Fe с малыми механическими напряжениями, с равномерной структурой и с высокими коэффициентом усиления слабого магнитного поля в магнитную индукцию.

Ключевые слова: пленкиCo – Ni – Fe, электрохимическое осаждение, хлоридный электролит, кристаллическая структура, состав, шероховатость.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-20-29
Тихонов Роберт Дмитриевич — Государственный научный центр РФ федеральное государственное бюджетное научное учреждение “Научно-производственный комплекс “Технологический центр” (124498, Москва, г. Зеленоград, площадь Шокина, 1), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области электрохимии осаждения сплавов. E-mail: R.Tikhonov@tcen.ru.
Черемисинов Андрей Андреевич — Государственный научный центр РФ федеральное государственное бюджетное научное учреждение “Научно-производственный комплекс “Технологический центр” (124498, Москва,
г. Зеленоград, площадь Шокина, 1), кандидат технических наук, начальник лаборатории, специалист в области микроэлектроники и микросенсорики. E-mail: CheremisinovAA@gmail.com.
Тихонов Мартин Робертович — Национальный исследовательский университет “МИЭТ” (124498, Москва, г. Зеленоград, площадь Шокина, 1), кандидат технических наук, доцент, специалист в области анализа технологии микроэлектроники. Е-mail: KUROTENSHI91@yandex.ru.
Ссылка:
Тихонов Р.Д., Черемисинов А.А., Тихонов М.Р. Влияние структуры пленок Co – Ni – Fe, полученных электрохимическим осаждением, на магнитные свойства. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 20 – 29. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-20-29
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Керамика на основе сложнооксидного твердого раствора диоксида циркония в тетрагональной форме для ортопедической стоматологии

Л. И. Подзорова, А. А. Ильичева, Н. А. Михайлина,
О. И. Пенькова, О. С. Антонова И. Ю. Лебеденко, Д. А. Шумская

Рассмотрены физико-механические свойства керамического материала, содержащего сложнооксидный твердый раствор Zr1 – n[YbNd]nO2 и микрофазу корунда, с учетом эстетических и прочностных требований клинической практики ортопедической стоматологии. Показано, что разработанная керамика имеет прочность при статическом изгибе 850 МПа и согласно международному стандарту ISO 6872: 2015 Dentistry – Ceramic materials относится к 4 и 5 классу стоматологических керамических материалов. Это позволяет применять ее для изготовления не только одиночных коронок, но и четырехзвенных мостовидных протезов любой локализации и любого вида фиксации. Разработанная керамика удовлетворяет требованиям ортопедической стоматологии по цветовым характеристикам, имеет высокую непрозрачность, что позволяет маскировать цвет опорных структур.

Ключевые слова: керамика, фазовый состав, высокоскоростные печи, прочность, цвет, микротвердость.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-30-37
Подзорова Людмила Ивановна — Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области физико-химических основ технологии конструкционной керамики. E-mail: ludpodzorova@gmail.com.
Ильичева Алла Александровна — Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), старший научный сотрудник, специалист в области исследования низкотемпературного синтеза прекурсоров оксидов.
Михайлина Нина Александровна — Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), научный сотрудник, специалист в области золь-гель синтеза прекурсоров оксидов.
Пенькова Ольга Ивановна — Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), научный сотрудник, специалист в области технологии керамик.
Антонова Ольга Станиславовна — Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), младший научный сотрудник, специалист в области электронно-микроскопического изучения керамических материалов.
Лебеденко Игорь Юльевич — Медицинский Институт РУДН им. Патриса Лумумбы (117198 Москва ул. Миклухо-Маклая, 10), доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой ортопедической стоматологии, cпециалист в области ортопедической стоматологии.
Шумская Джамиля Айдаровна — Медицинский Институт РУДН им. Патриса Лумумбы (117198 Москва ул. Миклухо-Маклая, 10), ассистент кафедры ортопедической стоматологии, специалист в области ортопедической стоматологии.
Ссылка:
Подзорова Л.И., Ильичева А.А., Михайлина Н.А., Пенькова О.И., Антонова О.С., Лебеденко И.Ю., Шумская Д.А. Керамика на основе сложнооксидного твердого раствора диоксида циркония в тетрагональной форме для ортопедической стоматологии. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 30 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-30-37
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Эвдиалит Кольского полуострова — перспективный источник получения композиционных
Zr – Ti – SiO2 сорбентов цветных металлов и радионуклидов

Д. В. Майоров

На основе продуктов солянокислотного разложения эвдиалитового концентрата синтезированы композиционные цирконий-титан-кремнеземсодержащие сорбенты с содержанием SiO210 – 30 масс. % и проведена модификация их поверхности в H+- и Na+-форму. Все образцы изучены методами химического, рентгенофазового, Брунауэра – Эммета – Теллера и Баррета – Джойнера – Халенда анализов. Показано, что все полученные образцы кремнеземсодержащих Zr – Ti – SiO2 сорбентов являются мезопористыми. При этом поры имеют преимущественно клиновидную форму с открытыми концами, а максимальный объем имеют поры с диаметром 10 – 50 нм (~ 50 % от общего объема пор). На основании полученных значений удельной емкости адсорбционного монослоя поверхности образцов SiO2 и значения изменения энергии Гиббса (ΔG°) в процессе сорбции азота сделан вывод, что модификация поверхности синтезированных Zr – Ti – SiO2 сорбентов не оказывает влияния на физико-химические свойства их поверхностей и механизм сорбции азота. Статическим методом изучена сорбционная активность синтезированных образцов по отношению к ионам Cu2+, Co2+ и Sr2+. Установлено, что модификация полученных образцов в Н+-форму оказывает меньшее влияние на их сорбционную емкость, чем их перевод в Na+-форму, не зависит от содержания в них SiO2 в интервале 10 – 30 % и уменьшается в ряду Cu2+ - Co2+ - Sr2+.

Ключевые слова: эвдиалит, фосфаты циркония и титана, диоксид кремния, модификация, физико-химические свойства, структурно-поверхностные свойства, цветные металлы, сорбция.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-38-49
Майоров Дмитрий Владимирович — Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”, (Россия, 184209, Апатиты, Мурманская обл., Академгородок, 26а), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области разработки комплексных технологий минерального сырья. E-mail: d.maiorov@ksc.ru.
Ссылка:
Майоров Д.В. Эвдиалит Кольского полуострова перспективный источник получения композиционных Zr – Ti – SiO2 сорбентов цветных металлов и радионуклидов. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 38 – 49. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-38-49
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Структура и прочность пористых материалов
на основе порошков карбида титана
разной дисперсности

В. С. Шустов, В. А. Зеленский, А. Б. Анкудинов,
А. С. Устюхин, М. А. Каплан, А. А. Ашмарин

Методами порошковой металлургии спеканием в вакууме при температурах 1300 – 1500 °C из смесей порошков карбида титана и порообразователя гидрокарбоната аммония получены материалы с пористостью от 67,5 до 82,5 %. Методом рентгенофазового анализа установлено, что параметр кристаллической решетки полученных пористых материалов уменьшается с повышением температуры спекания. Это свидетельствует о снижении содержания связанного углерода C/Ti в карбиде титана. В результате сравнительного исследования прочностных характеристик материалов, синтезированных из нано- и субмикронного порошков карбида титана, полученных по данным испытаний на изгиб, установлено, что они имеют близкие значения. Предел прочности находится в диапазоне 2,6 – 18,1 МПа. С увеличением пористости материала предел прочности уменьшается. Разрушение носит хрупкий характер. В изломе материалов, полученных из нанопорошка карбида титана, независимо от температуры спекания наблюдается разрушение как по телу, так и по границам зёрен. В материалах, полученных спеканием при 1500 °C субмикронного порошка карбида титана, разрушение происходит преимущественно по телу зёрен. Выявлено, что при одинаковых условиях спекания плотность пористого материала из нанопорошка карбида титана выше по сравнению с материалом из субмикронного порошка.

Ключевые слова: карбид титана, прочность, нанопорошок, порошковая металлургия, порообразователь, высокопористый материал, пористость.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-50-57
Шустов Вадим Сергеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и синтеза пористых материалов. E-mail: vshscience@mail.ru.
Зеленский Виктор Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский пр., 49), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и синтеза пористых материалов. E-mail: zelensky55@bk.ru.
Анкудинов Алексей Борисович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский пр., 49), старший научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и наноматериалов. E-mail: a-58@bk.ru.
Устюхин Алексей Сергеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334 Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и наноматериалов. E-mail: fcbneo@yandex.ru.
Каплан Михаил Александрович — Институт металлургии и материало­ведения им. А.А.Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и обработки металлов. E-mail: mkaplan@imet.ac.ru.
Ашмарин Артем Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области рентгеноструктурных исследований. E-mail: ashmarin_artem@list.ru.
Ссылка:
Шустов В.С., Зеленский В.А., Анкудинов А.Б., Устюхин А.С., Каплан М.А., Ашмарин А.А. Структура и прочность пористых материалов на основе порошков карбида титана разной дисперсности. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 50 – 57. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-50-57
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние модифицирования йодом и термической постобработки на структуру
и электропроводность оксида графена

Н. А. Чапаксов, Т. П. Дьячкова, Н. Р. Меметов, А. Е. Меметова,
Р. А. Столяров, В. С. Ягубов, Ю. А. Хан

Разработана оригинальная методика модифицирования оксида графена йодом. Показано, что при обработке оксида графена йодом происходит удаление кислородсодержащих групп с поверхности графеновых плоскостей, что способствует повышению электропроводящих свойств материала. Исследовано изменение структуры и электропроводности модифицированного оксида графена, в зависимости от концентрации йода. По данным спектроскопии комбинационного рассеяния видно, что в составе модифицированных материалов присутствуют молекулярные комплексы йода I3– и I5–. Методом рентгенофазового анализа исследованы изменения в структуре кристаллической решетки модифицированных йодом пленок оксида графена. Проанализировано влияние йодирования на изменение качественного состава функциональных групп в материале методом ИК-спектроскопии. Удельная электрическая проводимость оксида графена в результате модифицирования увеличивается с 9,6·10–10 См/см у исходного материала до 3,3·10–7 См/см — у материала, обработанного изопропанольным раствором, содержащим 1 масс. % I2 по отношению к сухому оксиду графена. Дополнительно модифицированные пленки подвергнуты термической обработке при 80 °С в течение 2 ч. Проанализированы происходящие при этом изменения структуры материала и показано увеличение удельной электрической проводимости на один-два порядка после этой термообработки.

Ключевые слова: оКсид графена; йод; структура; электропроводность; восстановленный оксид графена; наноматериалы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-58-66
Чапаксов Николай Андреевич — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), старший лаборант, специалист в области диагностики свойств углеродных наноструктурных материалов. E-mail: tchapaxov.nikolaj@yandex.ru.
Дьячкова Татьяна Петровна — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), доктор химических наук, профессор, профессор, cпециалист в области функционализации и модифицирования углеродных наноструктурных материалов. E-mail: dyachkova_tp@mail.ru.
Меметов Нариман Рустемович — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, cпециалист в области синтеза и практического применения углеродных наноструктурных материалов. E-mail: memetov.nr@mail.tstu.ru.
Меметова Анастасия Евгеньена — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, специалист в области нанотехнологий. E-mail: anastasia.90k@mail.ru.
Столяров Роман Александрович — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, специалист в области нанотехнологий. E-mail: stolyarovra@mail.ru.
Ягубов Виктор Сахибович — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, инженер, специалист в области нанотехнологий. E-mail: vitya-y@mail.ru.
Хан Юлиан Александрович — ФГБОУ ВО “Тамбовский государственный технический университет” (ФГБОУ ВО “ТГТУ”, Тамбов, 392000, ул. Советская, 106), младший научный сотрудник, cпециалист в области диагностики свойств углеродных наноструктурных материалов. E-mail: khantermail@gmail.com.
Ссылка:
Чапаксов Н.А., Дьячкова Т.П., Меметов Н.Р., Меметова А.Е., Столяров Р.А., Ягубов В.С., Хан Ю.А. Влияние модифицирования йодом и термической постобработки на структуру и электропроводность оксида графена. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 58 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-58-66
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследование структуры и свойств металл-интерметаллидного материала
на основе (Ti – Al – Mg)/Ti, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза совмещенного с прессованием

П. А. Лазарев, А. Е. Сычев, Ю. В. Богатов, О. Д. Боярченко

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), совмещенного с прессованием, впервые получен металл-интерметаллидный материал на основе продуктов горения слоевой системы (Ti – Al – Mg)/Ti. Экзотермический синтез из элементарных порошков осуществляли при давлении 10 МПа, а прессование горячего продукта синтеза — при давлении 250 МПа. Продемонстрировано, что в результате СВС-прессования формируется неразъемное соединение слоев “интерметаллид/метал”. Исследованы основные особенности формирования микроструктуры, фазовый состав и прочностные свойства переходных зон на границе между реагирующими СВС- составами Ti – Al – Mg и Ti-подложкой. Толщина переходной зоны между слоями составила не менее 15 мкм. Результаты энерго-дисперсионного анализа (ЭДА) показали, что Mg в синтезированном сплаве находится в основном в межзёренных прослойках, в виде небольшого количества соединения Ti – Al – Mg, что говорит о неполной реакционной диффузии между слоями Ti – Al и Al – Mg. Микротвёрдость зёрен Ti – Al в синтезированном сплаве, имеет среднее значение 5820 МПа, а матрицы на основе Al – Mg — 3980 МПа. Гидростатическая плотность равна 3,3 г/см3, при пористости менее 13 %. Пористость сплава на основе Ti – Al – Mg, полученного методом СВС-прессования, получилось уменьшить в 3 раза.

Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, алюминид титана, Ti – Al – Mg, интерметаллиды, микроструктура,

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-67-76
Лазарев Павел Андреевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова РАН (142432 Россия, Академика Осипьяна, 8, Черноголовка), младший научный сотрудник. Специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, микроанализа, интерметаллидов. E-mail: lazarev@ism.ac.ru.
Сычев Александр Евгеньевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова РАН (142432 Россия, Академика Осипьяна, 8, Черноголовка), ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией. Специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, микроанализа, интерметаллидов. E-mail: sytschev@ism.ac.ru.
Богатов Юрий Владимирович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова РАН (142432 Россия, Академика Осипьяна, 8, Черноголовка), научный сотрудник. Специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, микроанализа, интерметаллидов.
E-mail: bogatov@ism.ac.ru.
Боярченко Ольга Дмитриевна — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова РАН (142432 Россия, Академика Осипьяна, 8, Черноголовка), младший научный сотрудник. Специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, микроанализа, интерметаллидов. E-mail: boyarchenko@ism.ac.ru.
Ссылка:
Лазарев П.А., Сычев А.Е., Богатов Ю.В., Боярченко О.Д. Исследование структуры и свойств металл-интерметаллидного материала на основе (Ti – Al – Mg)/Ti, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза совмещенного с прессованием. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 67 – 76. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-1-67-76
Zero Block
Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Экспериментальная оценка адекватности численного моделирования межслоевой трещиностойкости слоистого стеклоэпоксикомпозита при комбинированной моде нагружения I/II

П. Г. Бабаевский, Н. В. Салиенко, А. А. Шаталин

Проведена оценка достоверности численного моделирования роста трещин в слоистом стеклоэпоксикомпозите при комбинированном нагружении раскрытием (мода I) и сдвигом (мода II) межслоевой трещины. По экспериментально определенным стандартными (методами двойной консольной балки (double cantilever beam (DCB)) и 3-х точечным изгибом (м(метод изгиба балки с концевым надрезом (end notched flexure (ENF)) и нестандартными (изгиб балки с одной ножкой (single-leg bending (SLB)) и изгиб балки над ножкой (over-leg bending (OLB))) методами значениям параметров межслоевой трещиностойкости при индивидуальных и комбинированных модах нагружения I и II рассчитан показатель степени в уравнении Бензега – Кенана как материальная константа слоистого эпоксистеклокомпозита. С использованием этого параметра и с помощью пакета прикладных программ “ANSYS” в рамках линейной упругой механики разрушения и метода виртуального закрытия трещины проведено численное конечно-элементное моделирование межслоевой трещиностойкости образцов типа SLB и OLB при комбинированной моде нагружения с различной долей мод. При оптимальном числе элементов в конечно-элементной сетке, приходящихся на заданную длину траектории роста трещины, численное моделирование обеспечивает достаточную точность расчетов предельной нагрузки начала роста трещины при минимальном объеме вычислений и хорошее соответствие экспериментально определенных и рассчитываемых параметров трещиностойкости.

Ключевые слова: стеклоэпоксикомпозит, межслоевая трещиностойкость, экспериментальные методы, комбинированные моды нагружения, обобщенный критерий разрушения Бензега-Кенана, численное моделирование, метод конечных элементов (КЭ), метод виртуального закрытия трещины.

DOI: 10.30791/1028-978X-2023-12-77-84
Бабаевский Петр Гордеевич — Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет (121552, Москва, ул. Оршанская, 3), доктор технических наук, профессор, и.о. заведующего кафедрой Технологии композиционных материалов, конструкций и микросистем, специалист в области материаловедения и технологий полимерных композиционных материалов. E-mail: pgbabayevs@mail.ru.
Салиенко Николай Викторович —Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет (121552, Москва, ул. Оршанская, 3), кандидат технических наук, доцент, специалист в области материаловедения и технологий полимерных композиционных материалов. E-mail: salienkonv@mai.ru.
Шаталин Александр Андреевич — Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет (121552, Москва, ул. Оршанская, 3), ассистент кафедры Технологии композиционных материалов, конструкций и микросистем, специалист в области материаловедения и технологий полимерных композиционных материалов. E-mail: aashatalin@yandex.ru.
Ссылка:
Бабаевский П.Г., Салиенко Н.В., Шаталин А.А. Экспериментальная оценка адекватности численного моделирования межслоевой трещиностойкости слоистого стеклоэпоксикомпозита при комбинированной моде нагружения I/II. Перспективные материалы, 2024, № 1, c. 77 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-12-77-84
Made on
Tilda