|
|
@@ -1,8 +1,10 @@
|
|
|
% Общие поля титульного листа диссертации и автореферата
|
|
|
-\institution{Пермский национальный исследовательский политехнический университет}
|
|
|
+\institution{Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
|
|
|
+высшего профессионального образования \\ Пермский национальный
|
|
|
+исследовательский политехнический университет}
|
|
|
|
|
|
-\topic{Влияние концентраторов напряжений на прочностные и деформационные
|
|
|
-свойства тканых композитов с поликристаллической матрицей}
|
|
|
+\topic{Математическое моделирование механического поведения тканых композитов с
|
|
|
+техническими дефектами}
|
|
|
|
|
|
\author{Д.~В.~Дедков}
|
|
|
|
|
|
@@ -10,27 +12,24 @@
|
|
|
\spec{Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ}
|
|
|
|
|
|
\sa{А.~А.~Ташкинов}
|
|
|
-\sastatus{д.~ф.-м.~н., проф.}
|
|
|
+\sastatus{профессор, доктор физ.-мат. наук}
|
|
|
|
|
|
\city{Пермь}
|
|
|
\date{\number\year}
|
|
|
|
|
|
% Общие разделы автореферата и диссертации
|
|
|
\mkcommonsect{actuality}{Актуальность работы.}{
|
|
|
-Объем производства композиционных материалов увеличивается с каждым годом.
|
|
|
-Создание новых материалов играет ключевую роль в авиациионных, космических
|
|
|
-и ракетных системах для уменьшения массы и стоимости конструкции.
|
|
|
+Производство композиционных материалов увеличивается с каждым годом.
|
|
|
+Создание новых материалов играет ключевую роль в развитии энергетических,
|
|
|
+космических, транстпортных, химических и биотехнологических систем,
|
|
|
+строительстве и других отраслях экономики.
|
|
|
|
|
|
-Появление таких материалов как углепластики, боропластики и органопластики
|
|
|
-существенно расширило объемы применения композитов в конструкциях летательных
|
|
|
-аппаратов. Кроме этого, композиты применяются в тяжелом и транспортном
|
|
|
-машиностроении, энергетике, химической и нефтяной промышленности, строительстве.
|
|
|
-
|
|
|
-Из композитов на основе углеродных волокон изготавливают несущие панели крыла,
|
|
|
-оперения и фюзеляжа самолетов, обшивки трехслойных панелей крупногабаритных
|
|
|
-антенн, зеркал, работающих в космосе, лопатки турбин, сопловые блоки, носовые
|
|
|
-обтекатели, вкладыши критического сечения ракетных двигателей и многие другие
|
|
|
-изделия, эксплуатируемые в условиях интенсивного теплового воздействия.
|
|
|
+Например, в аэрокосмической технике из композитов на основе углеродных волокон
|
|
|
+изготавливают несущие панели крыла оперения и фюзеляжа самолетов, обшивки
|
|
|
+трехслойных панелей крупногабаритных антенн, зеркал, работающих в космосе,
|
|
|
+лопатки турбин, сопловые блоки, носовые обтекатели, вкладыши критического
|
|
|
+сечения ракетных двигателей и многие другие изделия, эксплуатируемые в условиях
|
|
|
+интенсивного термомеханического воздействия.
|
|
|
|
|
|
При изготовлении конструкций из композиционных материалов совершенство
|
|
|
технологии определяется выбором оптимальных параметров технологического
|
|
|
@@ -42,37 +41,28 @@
|
|
|
волокнами неизбежны технологические дефекты, снижающие эксплуатационные свойства
|
|
|
изделий. К числу типичных дефектов относятся отсутствие (пропуск) нитей основы
|
|
|
или утка, разрывы волокон при прошивке слоев, а также внутренние поры, которые
|
|
|
-обнаруживаются только на этапе выходного ультразвукового контроля изделия.
|
|
|
+обнаруживаются, как правило, на этапе выходного контроля изделия.
|
|
|
|
|
|
-Эти области труднодоступны для проникновения полимерного связующего даже при
|
|
|
-условии вакуумирования или пропитки под давлением. Кроме того, гарантированное
|
|
|
-обеспечение наличия в этих участках поликристаллической матрицы (углеродной,
|
|
|
-осаждаемой из газовой фазы или получаемой при карбонизации полимеров), матрицы
|
|
|
-на основе терморасширенного графита или керамики также затруднено. Это связано
|
|
|
-прежде всего с тем, что, во-первых, образующийся на поверхности нитей слой
|
|
|
-осаждаемого материала препятствует дальнейшему насыщению каркаса
|
|
|
-поликристаллической матрицей и, во-вторых, заполнение внутренних пор исключается
|
|
|
-самими переплетенными волокнами основы и утка.
|
|
|
+Использование тканых композитов в элементах конструкций, работающих в условиях
|
|
|
+многократно изменяющихся внешних нагрузок в течении длительных сроков
|
|
|
+эксплуатации, предопределяет необходимость прогнозирования механического
|
|
|
+поведения материалов с учетом возможных технологических дефектов. Это, в свою
|
|
|
+очередь, актуализирует разработку новых математических моделей поведения слоев
|
|
|
+этих материалов с локальными дефектами при комбинированных многоосных
|
|
|
+квазистатических нагружениях.
|
|
|
|
|
|
-Использование тканых композитов в элементах конструкций
|
|
|
-ответственного назначения, работающих в условиях многократно изменяющихся
|
|
|
-внешних нагрузок в течении длительного сроков эксплуатации,
|
|
|
-предопределяет необходимость прогнозирования не только эффективных
|
|
|
-деформационных характеристик, но и проведения уточненного прочностного анализа.
|
|
|
-Это, в свою очередь, актуализирует разработку новых математических методов
|
|
|
-моделирования поведения слоев этих материалов с локальными дефектами при
|
|
|
-комбинированных многоосных квазистатических нагружениях.
|
|
|
+% TODO: Дописать обзор
|
|
|
|
|
|
-Исследованию механического поведения тканых композитов с искривленными
|
|
|
+Моделированию механического поведения тканых композитов с искривленными
|
|
|
волокнами и переплетениями различного типа посвящены многочисленные публикации
|
|
|
-сотрудников Левенского католического университета (Бельгия), которые на
|
|
|
+сотрудников Католического университета Лёвена (Бельгия), которые на
|
|
|
протяжении последних десяти лет занимаются разработкой специализированных
|
|
|
пакетов прикладных программ для описания геометрии и численного решения краевых
|
|
|
задач методом конечных элементов \cite{bib:lomov1, bib:lomov2}. Установлению
|
|
|
-закономерностей неупругого деформирования и описанию процессов накопления
|
|
|
-повреждений при циклическом нагружении посвящены статьи \cite{bib:shokrieh,
|
|
|
-bib:nishikawa}. В работе \cite{bib:hufenbach} проведено сравнение вычислительных
|
|
|
-и натурных экспериментов с элементами конструкций из тканых композитов при
|
|
|
+закономерностей деформирования и описанию процессов накопления повреждений
|
|
|
+нагружении посвящены статьи \cite{bib:shokrieh, bib:nishikawa}. В работе
|
|
|
+\cite{bib:hufenbach} проведено сравнение вычислительных и натурных
|
|
|
+экспериментов с элементами конструкций из тканых композитов при
|
|
|
многоосном нагружении. В работах
|
|
|
\cite{bib:overview1,bib:overview2,bib:overview3,bib:overview4,bib:overview5,
|
|
|
bib:overview6, bib:overview7, bib:overview8, bib:overview9, bib:overview10,
|
|
|
@@ -80,10 +70,11 @@ bib:overview11, bib:overview12, bib:overview13, bib:overview14,
|
|
|
bib:overview15, bib:overview16, bib:overview17, bib:overview18,
|
|
|
bib:overview19, bib:overview20, bib:overview21, bib:overview22} описывается
|
|
|
применение численных методов конечно-элементного моделирования к задачам
|
|
|
-микроразрушения композитов. Одним из наиболее перспективных Однако изучению
|
|
|
-влияния локальных технологических дефектов на механическое поведение,
|
|
|
-прочностные и деформационные свойства тканых композитов уделяется недостаточное
|
|
|
-внимание.
|
|
|
+микроразрушения композитов. Однако, изучению влияния локальных технологических
|
|
|
+дефектов на механическое поведение, прочностные и деформационные свойства тканых
|
|
|
+композитов уделяется недостаточное внимание.
|
|
|
+
|
|
|
+% TODO: Дописать выводы
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
\mkcommonsect{objective}{Цель диссертационной работы.}{%
|
|
|
@@ -96,27 +87,30 @@ bib:overview19, bib:overview20, bib:overview21, bib:overview22} описывае
|
|
|
\item построение твердотельной модели слоя тканого композиционного материала с
|
|
|
локальными технологическими дефектами;
|
|
|
\item разработка математической модели механического поведения слоя тканого
|
|
|
-композита при комбинированном пропорциональном нагружении;
|
|
|
+композита при многоосном пропорциональном нагружении;
|
|
|
\item разработка модуля расширений платформы численного моделирования
|
|
|
SALOME-MECA для определения безразмерного параметра поля напряжений $\Theta$.
|
|
|
- \item оценка влияния типа дефекта на эффективные упругие и прочностные свойства
|
|
|
-слоя тканого композита;
|
|
|
- \item определение коэффициентов концентрации напряжений в слое тканого
|
|
|
-композита с локальными технологическими дефектами.
|
|
|
+ \item получение новых численных результатов, позволяющих оценить влияние
|
|
|
+дефекта на механическое поведение волокон и матрицы в слое тканого
|
|
|
+композита и вычислить коэффициенты концентрации напряжений в зоне
|
|
|
+технологического дефекта слоя тканого композита.
|
|
|
\end{itemize}
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
\mkcommonsect{novelty}{Научная новизна.}{%
|
|
|
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
|
|
|
\begin{itemize}
|
|
|
- \item применение методов механики композитов к задачам
|
|
|
-прогнозирования эффективных деформационных и прочностных характеристик тканого
|
|
|
-композиционного материала с искривленными изотропными волокнами и
|
|
|
-поликристаллической матрицей;
|
|
|
- \item разработка, обоснование и тестирование эффективных вычислительных
|
|
|
-методов с применением современных компьютерных технологий для определения
|
|
|
-коэффициентов концентрации напряжений в слое тканого композиционного материала,
|
|
|
-вызванных наличием внутренних технологических дефектов;
|
|
|
+ \item построение физических и математических моделей тканых композитов с
|
|
|
+технологическими дефектами, с деформированных плетом искривлений волокон, схем
|
|
|
+переплетения и условий внешних физических воздействий;
|
|
|
+ \item разработка, обоснование и верификация эффективных вычислительных
|
|
|
+методов и алгоритмов с применением современных компьютерных технологий для
|
|
|
+определения параметров внутреннего состояния в зоне технологического дефекта
|
|
|
+слоя тканого композиционного материала;
|
|
|
+ \item получение численных результатов позволяющих оценить влияние дефекта на
|
|
|
+механическое поведение волокон и матрицы в слое тканого композита и вычислить
|
|
|
+коэффициенты концентрации напряжений в зоне технологического дефекта слоя
|
|
|
+тканого композита.
|
|
|
\end{itemize}
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
@@ -192,7 +186,7 @@ A:bib:dedkov23, A:bib:dedkov24, A:bib:dedkov25, A:bib:dedkov26, A:bib:dedkov27}.
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
\mkcommonsect{contrib}{Личный вклад автора.}{%
|
|
|
-заключается в разработке и тестировании математической модели тканого
|
|
|
+заключается в разработке и обосновании математической модели тканого
|
|
|
композиционного материала полотняного плетения с внутренними технологическими
|
|
|
дефектами; разработке и тестировании модуля расширений платформы численного
|
|
|
моделирования SALOME-MECA для определения безразмерного параметра $\Theta$;
|
|
|
@@ -230,7 +224,7 @@ A:bib:dedkov23, A:bib:dedkov24, A:bib:dedkov25, A:bib:dedkov26, A:bib:dedkov27}.
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
\mkcommonsect{insecond}{Во второй главе}{
|
|
|
-рассматривается разработка математической модели тканого композита полотняного
|
|
|
+разработана математическая модель тканого композита полотняного
|
|
|
плетения идеальной периодической структуры, а также с наличием локальных
|
|
|
технологических дефектов. Описывается программное обеспечение, используемое для
|
|
|
построения геометрической модели. Принимаются гипотезы для решения задачи
|
