книги / Механика композитных материалов. 1980, т. 16, 1

S T R E N G T H O F C O N S T R U C T I O N S

Мостовой Г Е., Работное Ю. Н., Кобец Л. П., Фролов В. И. Релаксация напряжений в углеродном волокне при повышенных температурах. — Механика композитных ма­ териалов, 1979, № 1, с. 3—9. ISSN 0203-1272.

Исследованиями релаксации напряжений в углеродном волокне в вакууме 10-4 мм

рт. ст. при 1200—2000 С установлена взаимосвязь между остаточным и-начальным на­ пряжениями, обобщенная для испытаний на растяжение или сжатие. Анализ темпера­ турных зависимостей энергии активации процесса и эффективных объемов релаксаторов показал, что до 1600° С релаксация обусловлена подвижностью крупномасштабных ки­ нетических единиц, относительное содержание которых в образце очень мало, а измене­ ния структуры и свойств волокна обратимы. Выше 1700° С средний объем релаксатора не зависит от температуры и определяется лишь уровнем нагружения, доля подвижных участков структуры соизмерима с объемом образца, изменения свойств волокна необра­ тимы. Табл. 1, ил. 5, библиогр. 7 назв.

УДК 539.376:678.01

Попов К. Г., Хаджов К. Б. Соотношения между характеристиками релаксации и ползу­ чести для изотропных материалов. — Механика композитных материалов, 1980 № 1

с. 10— 15. ISSN 0203-1272.

На базе линейно-наследственной теории с учетом только эластичной сжимаемости ма­ териала устанавливаются теоретически и подтверждаются экспериментально соотноше­ ния между некоторыми величинами, характеризующими процессы релаксации и ползу­ чести. Найдено, что отношение между перепадами релакоирующих тангенциальных и нормальных напряжений — постоянная величина, не зависящая от природы материала. Аналогичным путем находится и отношение между степенью угловой и линейной де­ формаций при ползучести. Табл. 1, ил. 3, библиогр. 6 назв.

УДК 678.067.5:539.2

Габараева А. Д., Лексовский А. М., Орлов Л. Г О напряженном состоянии поверхности раздела в полимерных композитных материалах. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 16—21. ISSN 0203-1272.

Изучено напряженное состояние поверхности раздела модельных полимерных компози­ тов в условиях одноосного растяжения. В качестве арматуры использованы пленки ориентированного полипропилена, в качестве матрицы — неориентированный полиэтилен и бутварфенольная смола. Исследования велись с помощью методов инфракрасной спек­ троскопии и малоугловой рентгеновской дифракции. Показано, что наличие матрицы на поверхности арматуры способствует снижению напряженного состояния арматуры. При

микротрещин падает в пять-восемь раз. Сделано предположение о том, что матрица не только способствует равномерному распределению нагрузки между элементами арма­ туры и защищает их от вредного действия среды, но и изменяет физико-химическое со­ стояние молекул в поверхностном слое арматуры. В результате этого все свойства моле­ кул в поверхностном слое приближаются к тем, которые характерны для молекул в объеме, т. е. принципиальные «физические» недостатки молекул поверхностного слоя арматуры матрица способна в какой-то степени исключить. По-видимому, с таким дейст­ вием матрицы связано снижение концентрации перенапряженных связей п трещин в по­ верхностном слое арматуры. Ил. 5, библиогр. 15 назв.

УДК 678.06.5:539.3

Рикарде Р. Б., Чате А. К. Упругие свойства композита с анизотропными волокнами. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 22—29. ISSN 0203-1272. Рассматривается задача об определении поля мнкронапряженнй и усредненной жест­ кости однонаправленно армированного композита с анизотропными волокнами. Для ре­ шения задачи использован метод конечных элементов, причем решалась плоская и про­ странственная задача теории упругости. Рассмотрена гексагональная и квадратичная упаковка волокон. Исследовано влияние на упругие характеристики композита степени анизотропии волокна, их объемного содержания и вида упаковки. Проведено сравнение с результатами эксперимента. Табл. 1, ил. 5, библиогр. 9 назв.

УДК 678.067.2:539.4

Смыслов В. И., Поляков В. Л., Максимов Р. Д., Ануфриев Б. Н., Шоршоров М. X., Оганов Р. А., Соколов Е. А. Анизотропия механических свойств комбинированных текстолитов на основе органических и неорганических волокон. — Механика композитных ма­ териалов, 1980, № 1, с. 30—33. ISSN 0203-1272.

Излагаются результаты экспериментального исследования комбинированных текстолитов, созданных на основе эпоксидного связующего и тканей из органических и стеклян­ ных нитей. Приводятся данные о прочности органотекстолита при плоском напряженном состоянии; дано сравнение анизотропии прочности органо- и стеклотекстолнтов; обсуж­ даются возможности прогнозирования жесткости комбинированного текстолита и зави­ симость прочности комбинированного текстолита от относительного содержания органо- и стеклоткани. Табл. 1, ил. 3, библиогр. 4 назв.

В издательстве «Зинатне» готовится к изданию книга:

И. В. Кнетс, Г О. Пфафрод, Ю. Ж. Саулгозис

В книге обобщены результаты экспериментальных и теоретических исследо­ ваний, проведенных в Институте механики полимеров АН Латвийской ССР, по влиянию особенностей биомеханического поведения компактной кост­ ной ткани человека, а также дан обзор литературы по структуре и механи­ ческим свойствам двух других видов жестких биологических тканей — спонгиозной (губчатой) костной ткани и суставному хрящу. Показано, что компактная костная ткань человека является композитной физически нели­ нейной анизотропной биополимерной средой. Предложены математические модели, которые хорошо описывают ее поведение при кратковременных и длительных статических нагрузках. Сформулирована композиционная структура этого своеобразного материала. Установлено, что по классу упругой симметрии он принадлежит к ортотропным, а не к трансверсальноизотропным средам, как предполагалось до сих пор ввиду отсутствия экс­ периментальных данных о его поведении при нагружении относительно всех трех главных осей анизотропии. Выявлена физиологическая роль ортотропии упругих свойств костной ткани и их неоднородности по объему дпафиза большеберцовой кости. Определен характер изменения упругих, деформативных и прочностных свойств костной ткани в процессе биологиче­ ского старения. Установлено, что этот процесс сопровождается смещением минимальных и максимальных по поперечному сечению кости значений ряда характеристик механических свойств из одной зоны этого сечения в другую. Знание закономерностей этих изменений очень важно для правильного вы­ полнения реконструктивных операций. Определены регрессионные связи между характеристиками механических свойств компактной костной ткани и данными неразрушающих испытаний. Проанализирован процесс микро- и макроразрушеиия при растяжении на основе данных акустической эмиссии, фотонной эмиссии и рентгеновской дифракции. Выявлен общий характер разрушения компактной костной ткани. Книга предназначена для научных работников, ннженеров-конструкторов, технологов и врачей, занимающихся созданием новых заменителей костной ткани и конструкционных материа­ лов, а также разработкой методов диагностики физического состояния эле­ ментов опорно-двигательной системы человека. Она будет полезна для аспирантов и студентов медицинских и технических вузов как дополнитель­ ное учебное пособие по биомеханике.

Объем книги 20 иэд. листов. Ориентировочная цена — 1 р. 70 к.

Заказы на книгу следует направлять по адресу: 226018 Рига, ул. Тургенева, 19, издательство «Зинатне».

Исследована анизотропия усталостной поврежденностн на основе двух типов экспери­ ментов. Первый из них заключается в создании мнкроповрежденнй образца посредством общепринятой методики малоцикловой усталости. Затем из поврежденного образца из­ готавливалась серия микрообразцов, вырезанных в двух ортогональных направлениях, которые испытывались статически в диапазоне температур от —40 до 20° С. Обнару­ жено, что материалы (смола ПНМ-2 с наполнителем ПВХ, ПНМ-2 с силикатом кальция меди, ударопрочный полистирол) становились существенно анизотропными после испы­ тания на малоцикловую усталость. Приводится сравнение эксперимента с оценкой по-

Рассматриваются геометрически нелинейные трехслойные пластины с жестким ани­ зотропным заполнителем. Уравнения движения, базирующиеся на гипотезе Бергера, за­ писаны в усилиях и моментах и совпадают по написанию с известными в литературе уравнениями движения трехслойных пластин конечного прогиба. Это оказалось возмож­ ным путем введения усилий, соответствующих принятой гипотезе. Установлено, что до­ пущение Бергера применимо лишь к анизотропным трехслойным пластинам симметрич­ ной структуры и трансверсально изотропным трехслойным пластинам несимметричного строения по толщине с равными коэффициентами Пуассона слоев. Библиогр. 17 назв.

УДК 678.067.5:624.073

Гузь А. Н., Зеленский В. С., Коханенко Ю. В. О решении пространственных задач трехмерной теории упругой устойчивости пластин и стержней при неоднородных докритических состояниях. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 49—52. ISSN 0203-1272.

Рассматривается решение пространственной задачи трехмерной теории упругой устойчи­ вости прямоугольных пластин и стержней при неоднородном докритическом состоянии. К решению задачи применен конечно-разностный подход. Разработаны методы опреде­ ления докритического состояния и критической нагрузки. Приведены решения для транс­ версально-изотропной пластины с плоскостью изотропии х%Ох3 для различных значений

геометрических и жесткостных характеристик материала пластин. Табл. 2, ил. 1, библиогр. 13 назв.

УДК 678.067.5:624.073

Освещаются основные результаты предшествующих работ по процессам связанной диф­ фузии тепла и влаги в твердых телах. Проводится обсуждение влияния этого явления на диффузию с обеих поверхностей в бесконечной пластине. Целью является выяснение вопроса, что может и что не может быть получено из таких экспериментов. Неэквива­ лентность характера распространения тепла и влаги приводит к неоднородным деформа­ циям. Распределения напряжений вычисляются для однородной, изотропной пластины. Самоуравновешивающиеся напряжения вначале растут со временем, а затем стремятся к нулю. Для некоторых комбинаций констант материала напряжения меняют знак. На­ пример, в отдельных случаях поверхностные напряжения первоначально становятся сжимающими вследствие начавшейся диффузии влаги в пластину. Впоследствии во внутренней области пластины температура растет вследствие эффекта связанности, и поверхностные напряжения становятся растягивающими перед тем, как в конечном итоге обратиться в нуль. Ил. 6, библиогр. 5 назв.

УДК 678.067.5:624.073 Богданович А. Е., Столярова Л. А.О влиянии граничных условий на частоты собствен­

ных колебаний композитных цилиндрических оболочек с заполнителем. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 62—72. ISSN 0203-1272.

С использованием разложений перемещений оболочки и заполнителя в ряды по балоч­ ным функциям построено решение трехмерных уравнений движения заполнителя, удов­ летворяющее условиям жесткого скрепления на поверхности контакта с оболочкой. Методом Ритца получено частотное уравнение для системы оболочка—заполнитель. Рас* считаны начальные участки спектров частот собственных колебаний для трехслоинои

В издательстве «Зинатне» в 1979 г. вышла книга:

К.А. Р О Д Е НС

ТЕ Х Н О Л О Г И Ч Е С К О Е Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е

СВ О Й С Т В Д Р Е В Е С И Н Ы

Модифицированная древесина в монографии рас­ сматривается как материал с искусственно изменен­ ной природной макроструктурой. На основе этого представления изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований целенаправлен­ ного регулирования свойств древесины, определяю­ щих ее механическое поведение, как путем химиче­ ского воздействия на нее, так и путем изменения плотности, степени наполнения другими материа­ лами, а также ориентации главных направлений упругости элементарных слоев слоистых компози­ тов из древесины. Показано применение полученных результатов для решения технологических задач прессования неограниченного слоя при одновремен­ ном воздействии напряжений и нестационарного температурного поля, а также для определения раз­ бухания и коробления слоистых композитов из дре­ весины под воздействием факторов, вызывающих деформации элементарных слоев и меняющих их деформативность несимметрично относительно сре­ динной плоскости композита. Экспериментальные данные механических свойств приводятся для раз­ ных видов модифицированной древесины — пласти­ фицированной аммиаком и прессованной, наполнен­ ной сплавом металлов, смолой ЭД-5 и полисти­ ролом, а также для ортотропных и моноклинных слоистых композитов, изготовленных из различных видов модифицированной древесины и слоев, арми­ рованных стеклянными волокнами. Книга представ­ ляет интерес для специалистов, занимающихся тех­ нологическими задачами механики древесины, механикой композитных материалов и интересую­ щихся вопросами создания и использования моди­ фицированной древесины.

Объем книги — 14 изд. листов. Цена — 1р. 20 к. Заказы на книгу следует направлять по адресу: 226001 Рига, ул. Ф. Энгельса, 15, магазин сНаучная книга».

и девятислойной ортотропных оболочек со сплошным и пустотелым изотропным запол­ нителем при трех типах граничных условий на торцах оболочки — шарнирное опирание, защемление, консольное закрепление. Показано, что влияние типа граничных условий, а также структуры многослойного пакета оболочки резко ослабевает с уменьшением размеров внутреннего канала в заполнителе. Табл. 3, ил. 1, библиогр. 17 назв.

УДК 624.072:678.067

Кириленко В. Ф. Напряжения при локальных нагрузках в тонкостенных балках с кон­ структивно анизотропными стенками. — Механика композитных материалов, 1980, № 1,

с. 73—77. ISSN 0203-1272.

Двутавровая балка рассматривается как анизотропная пластинка, края которой под­ креплены тонкими упругими стержнями. Считается, что контакт стенки с поясами про­ ходит по их фактической поверхности. Из условия равенства напряжений и перемещений в месте контакта получена система четырех уравнений в дифференциальной форме для определения неизвестных нормальных и касательных напряжений. Для свободноопертой балки задача решена при помощи видоизмененного решения Файлона, позволяющего получить решение в виде, наиболее удобном для вычислений. Выполнен численный при­ мер определения напряжений вблизи действия на балку вертикальной сосредоточенной силы. Ил. 2, библиогр. 7 назв.

УДК 678.067.3:539.62 Врублевская В. И. Антифрикционные композитные материалы на основе дрегесины, ор­

ганических и высокомолекулярных соединений. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 78—84. ISSN 0203-1272.

Рассматривается вопрос создания и исследования антифрикционных композитных материалов на основе древесины и модификаторов — е-капролактама, высшей жирной кислоты, поли-3,3-бнс(хлорметнл)оксацнклобутана. Приводится технология получения их, описывается методика испытаний. Показано, что композитные материалы обеспе­ чивают работу узлов трения в режиме самосмазки и обладают высокой износостойко­ стью. При этом древесина, модифицированная е-капролактамом и высшей жирной кис­ лотой, отличается хорошей работоспособностью при температурах узла трения до 70° С. Введение в модификатор 10— 20% поли-3,3-бис(хлорметнл)оксациклобутана расширяет температурный предел эксплуатации материала. Использование термического, химиче­ ского анализов и инфракрасной спектроскопии при изучении физико-химических явле­ ний, протекающих при наполнении и в процессе фрикционного контактирования позво­ лило установить, что некоторые модификаторы химически взаимодействуют с компо­ нентами древесины, придавая ей термическую стойкость, твердость, хорошие анти­ фрикционные свойства в широком диапазоне температур и нагрузок. Табл. 1, ил. 3, библиогр. 12 назв.

УДК 611.1:539.3 Касьянов В. А., Ранее А. И. Деформирование кровеносного сосуда при растяжении,

внутреннем давлении и кручении. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. '85—91. ISSN 0203-1272.

Предложена математическая модель, в которой кровеносный сосуд рассматривается как тонкостенная оболочка из физически нелинейного, криволпнейно-ортотропного мате­ риала при больших деформациях. Упругий потенциал выбран в экспоненциальной форме как функция от компонент тензора деформаций Грина. Упругие постоянные, входящие в этот потенциал, определены на основе экспериментальных данных, полученных на об­ щей сонной артерии человека. Ил. 4, библиогр. 11 назв.

УДК 611.1:539.3 Стойчев Ст. Зависимости напряжение—деформация для больших артерий человека. —

Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 92—99. ISSN 0203-1272.

На основе экспериментальных данных, полученных для четырех видов артерий человека при их двухмерном квазистатическом нагружении, предложен полиномиально-экспонен­ циальный вид функции энергии деформации. Анализируется изменение коэффициентов функции энергии деформации в зависимости от возраста человека и локализации сосу­ дов. Табл. 1, ил. 6, библиогр. 15 назв.

УДК 611.1:539.3 Цатурян А. К-, Желамский С. В. О взаимосвязи деформации и активации сердечной

мышцы. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 100— 106. ISSN 0203-1272.

Приводятся результаты экспериментального исследования эффекта инактивации со­ кращения сердечной мышцы при ее деформации. Показано, что инактивация сокраще­ ния выражена тем сильнее, чем меньше постоянная времени расслабления мышцы, и не зависит от того, каким образом было вызвано изменение скорости расслабления. Предлагается математическая модель, позволяющая воспроизводить все основные осо­ бенности эффекта инактивации, наблюдавшиеся в экспериментах. Табл. 1, ил. 6, бнблиогр. 10 назв.

БОЛОТИН В. В.

СЛУЧАЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ УПРУГИХ СИСТЕМ. -

М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980 (I кв.). — 20 л. — В пер.: 2 р. 30 к. 6000 экз.

Книга посвящена систематическому изложению теории случайных колебаний в механических системах (главным образом примени­ тельно к распределенным упругим системам). Основное внимание уделяется методам теории случайных колебаний и новым направ­ лениям в этой области. Рассматриваются стационарные, нестацио­ нарные и параметрические случайные колебания как в линейных, так и в нелинейных системах. Обсуждаются вопросы защиты упругих систем от случайных вибраций, вопросы планирования измерений случайных вибраций и их статистической обработки, вопросы вибрационной диагностики. Изложение иллюстрируется на большом количестве примеров.

Для научных работников и инженеров, работающих в области механики и ее приложений в машиностроении, авиации, строи­ тельстве и других отраслях техники, а также для студентов стар­ ших курсов и аспирантов втузов.

Скобелева И. М. Модель сосудистого тонуса (численный эксперимент). — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 107— 112. ISSN 0203-1272.

Рассматривается в квазнодномерном безынерционном приближении неустановившееся осесимметричное течение вязкой жидкости в непроницаемой трубке конечной длины. Материал стенки трубки предполагается нелинейным вязкоупругим телом Пойнтинга. Статическая характеристика давление—радиус считается S-образной, т. е. имеет пада­ ющий участок, что было обнаружено для артерпол в физиологических экспериментах.

УДК 611.08:539.001

Никитин Н. Л.Модель мышечной ткани с переменным числом работающих волокон. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 113— 120. ISSN 0203-1272.

На основе термодинамического подхода получены реологические уравнения, описываю­ щие поведение мышечной ткани с учетом изменения относительного числа активных волокон. Ил. 1, библиогр. 8 назв.

УДК 611.08:539

Чигирь А. Н., Акимова А. Я., Давыдов А. Б. О характере деформирования искусствен­ ных аналогов мышечных систем при изменении химического потенциала окружающей среды. — Механика композитных материалов, 1980, № 1, с. 121 — 128. ISSN 0203-1272.

Для набухших пленок механохимнческой системы на основе полиакриловой кислоты и поливинилового спирта исследован характер изменения прочности и чувствительности к изменению pH от переменных — состава, температуры и времени термообработки, степени ориентационной вытяжки и молекулярной массы полиакриловой кислоты. Чувст­ вительность пленок к изменению pH определялась как относительное изменение длины Д///о. Приведены результаты исследования характера изменения pH и Д1/10 при использо­ вании для сокращения и расширения пленок различных кислот и оснований. Эргическне характеристики механохммических пленок представлены зависимостью удельная разви­ ваемая мощность—нагрузка на пленку, а динамические — зависимостью сила—скорость. Табл. 3, мл. 5. библиогр. 7 назв.

При исследовании образцов компактной костной ткани, вырезанных из среднего отдела диафиза большеберцовой кости человека, методом малоугольной и широкоугольной рентгеновской дифракции получены рентгеновские дифракционные рефлексы, аналогич­ ные рефлексам, полученным при исследовании компактного костного вещества в порош­ кообразном состоянии. Установлено, что кристаллы гидроксиапатита компактной кост­ ной ткани при растяжении деформируются непропорционально деформации образца. Так, на начальном этане нагружения, соответствующем физиологическим нагрузкам, кристалл деформируется мало; при деформации образца в пределах 0,3—0,5% микро­ деформация гидроксиапатита резко увеличивается, а при деформации образца выше 0,5% происходит значительное ее снижение; при разрушении компактной костной ткани путем растяжения микродеформация гидроксиапатита достигает 0,34%. На основе ана­ лиза рентгеновских данных о микродеформации гидроксиапатита и коллагена компакт­ ной кости выявлено, что прочность матрицы кости обусловлена не только наличием кристаллов, но и за счет возникновения вокруг них упрочняющих оболочек. Предложена модель разрушения и деформирования компактной костной ткани при наиболее опасном для нее виде нагружения — растяжении. Ил. 5, библиогр. 19 назв.

УДК 611.08 Лосев Е. С. К гидродинамической теории оседания эритроцитов. — Механика композит­

МОРОЗОВ Е. М., никишков Г П.

В книге изложены современные представления о методе конечных элементов и способах его реализации в задачах линейной и нели­ нейной механики разрушения. Ее содержанием охвачен широкий круг вопросов — от методов расчета коэффициентов интенсив­ ности напряжений в плоских и осесимметричных телах при меха­ ническом и термическом нагружении, пластически деформирован­ ных областей и параметров локального разрушения в случае раз­ витой пластической зоны и до ряда вычислительных эксперимен­ тов, помогающих решению сложных вопросов механического по­ ведения упругопластических тел с трещинами. В приложении к книге даны алгоритмы решения основных задач, оформленные в виде программ для ЭВМ на языке фортран.

Для научных и инженерно-технических работников, занимаю­ щихся вопросами механики разрушения и численными методами решения краевых задач механики деформируемого тела, а также для аспирантов и студентов старших курсов по специальностям «физика прочности», «Механика твердого тела» и «прочность де­ талей машин».