V международная молодежная научная конференция «Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики»
Скачать 2.08 Mb.
|
mianet@mail.ruМетодики испытаний и образцыПакеты из металлических плетеных сеток являются перспективным демпфирующим элементом с точки зрения защиты конструкций от ударных и взрывных воздействий. По своему конструктивному строению пакеты сеток представляют собой элемент, имеющий различные деформационные свойства в направлениях нормали к слоям и в направлениях нитей. Экспериментальные исследования динамических свойств проводились в системе разрезного стержня Гопкинсона [1]. Испытывались образцы состоящие из 10 и 20 слоев. Для испытания сборки в условиях ударного растяжения использовался аналог схемы Николаса, представляющей из себя модификацию метода Кольского [1]. Ударный импульс, отражаясь от свободного торца стержня, меняет знак и превращается в импульс растяжения, который движется в сторону образца и нагружает его. Регистрация деформации фиксируется в тензодатчиках и позволяет по формулам рассчитать деформацию образца и силу, которая действовала на образец в процессе нагружения. Использованная в экспериментах установка состояла из дюралевых мерных стержней диаметром 30 мм. Результаты динамических испытаний на сжатиеСкорость деформации изменялась в пределах 1500–3500 с-1. Нагружение проводилось стальным ударником длиной 300 мм. Начальная скорость ударника для каждого испытания фиксировалась. Деформирование образца проходило в несколько циклов, связанных с распространением волн сжатия и растяжения в стержнях. Деформирование носит ярко выраженный нелинейный характер. Разгрузки близки к прямым линиям. Разгрузочный модуль для проведенных испытаний Е от 19 ГПа до 26 ГПа. Кривые деформирования слабо зависят от количества слоев. Полученные динамические кривые в сравнении со статическими испытаниями [2] располагаются значительно выше, т.е. наблюдается высокая зависимость от скорости деформации. Результаты динамических испытаний предварительно обжатых образцов на растяжениеВлияние предварительного обжатия незначительно, динамические кривые лежат в интервале с учетом разброса эксперимента. При статическом растяжении [2] влияние предварительного обжатия более значительно. Литература 1. Bragov A.M., Lomunov A.K. «Methodological aspects of studying dynamic material properties using the Kolsky method» // Int.J. of Impact Engineering, 1995. №16(2), p. 321–330. 2. Горохов А.Н., Казаков Д.А., Кочетков А.В., Модин И.А., Романов В.И. Исследование деформационных свойств пакетов плетеных металлических сеток при квазистатическом сжатии и растяжении // Проблемы прочности пластичности. 76(3). Н. Новгород, 2014. № 251. ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ТЕЧЕНИЕ СТЕПЕННОЙ ЖИДКОСТИ В КАНАЛЕ ОДНОШНЕКОВОГО ЭКСТРУДЕРА CIRCULATORY POWER-LAW FLUID FLOW IN A SINGLE-SCREW EXTRUDER CHANNEL М.А. Пономарева, М.П. Филина M.A. Ponomareva, M.P. Filina Национальный Исследовательский Томский государственный университет National Research Tomsk State University filina.mari@mail.ru Полимерная среда в канале одношнекового экструдера совершает сложные движения, поэтому в реальных условиях описать течение продукта в шнеке очень сложно, поскольку помимо течения вдоль канала, имеет место циркуляционное течение в поперечном к оси канала направлении. При построении математических моделей процесса течения вводится ряд упрощающих предположений: течение ламинарное, на стенках нет проскальзывания, массовые силы пренебрежимо малы, шнековый канал разворачивается на плоскость и используется принцип обращенного движения [1]. Кроме того, при построении плоской модели канала считается, что глубина канала шнека значительно меньше его ширины. Таким образом, полагается, что влияние боковых стенок канала отсутствует. Это позволяет представить циркуляционное течение в канале шнека как течение в бесконечно длинном прямоугольном канале, верхняя стенка которого движется с постоянной скоростью в горизонтальном направлении [1, 2]. В тоже время в литературе отсутствует обоснование этого предположения. Настоящая работа посвящена определению величины отношения ширины к глубине канала шнека, при котором допустимо предположение об отсутствии влияния боковых стенок. Рассматривается задача о ползущем течении полимерной среды поперек канала шнека, верхняя стенка которого движется с постоянной скоростью в горизонтальном направлении. Полимерная среда считается неньютоновской жидкостью. В качестве реологической модели выбрана модель Оствальда де-Вилля. Математическая постановка задачи включает уравнения Стокса в приближении ползущего течения и уравнение неразрывности. Граничные условия состоят в задании компонент скорости на стенках канала. Приводится методика получения приближенного решения для профиля циркуляционной составляющей вектора скорости без учета влияния боковых стенок. Достоверность полученного решения подтверждается сравнением с данными, представленными в литературе [1, 2]. Для численного решения с учетом влияния боковых стенок используется непрямой метод граничных элементов. Значение показателя нелинейности варьировалось в диапазоне от 0.2 до 1.2. Построены профили циркуляционной составляющей вектора скорости. Рассчитана разница этих решений в норме. Определено отношение ширины канала к его глубине, при котором допустимо пренебрежение влиянием боковых стенок канала на профиль скорости в его середине. Работа выполнена при финансовой поддержке Гранта Президента РФ (МК-3687.2014.1) и РФФИ в рамках научного проекта № 14-08-31579 мол_а и проекта № 12-08-00313а. Литература 1. Тадмор З., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. М.: Химия, 1984. 632 с. 2. Янков В.И., Боярченко В.И., Первадчук В.П. Переработка волокнообразующих полимеров. Т. 1. Москва; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. 998 с. АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ПО КРИТЕРИЮ РЕЛЕВАНТНОСТИ ЗАДАЧЕ ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ANALYSIS OF GENETIC ALGORITHM OPTIMIZATION PROBLEM CRITERION RELEVANT FORM ELEMENT AIRCRAFT К.А. Степанов K.A. Stepanov Национальный Исследовательский Томский государственный университет National Research Tomsk State University Задача оптимизации формы элементов летательных аппаратов (ЛА) имеет сложную нелинейную многоэкстремальную целевую функцию с множеством ограничений. Это сокращает выбор генетических алгоритмов (ГА), делая некоторые нерелевантными. Классический ГА имеет ряд недостатков: возможность ложной сходимости и невысокую эффективность на заключительных этапах, которые делают его недостаточно релевантным. Примерно такой же релевантностью отличается модель Genitor. В ней поиск гиперплоскостей происходит лучше, а сходимость быстрее, чем у классического ГА. Различную релевантность может иметь алгоритм CHC (Cross-population selection, Heterogeneous recombination and Cataclysmic mutation), который довольно быстро сходится. Избегание ложной сходимости в данном алгоритме не гарантировано, поэтому его релевантность имеет вероятностный характер. Гибридизация сочетает в себе достоинства и недостатки детерминированного и генетического подходов и является слабо релевантной при решении задач оптимизации формы элементов летательных аппаратов, которые не решаются градиентными методами. Преимущество Particle Swarm Optimization (PSO) заключается в простоте реализации и в наличии малого количества параметров, требующих настройки. PSO способен работать со сложными целевыми функциями, имеющими множество локальных минимумов, но не работает с разрывными функциями. Поскольку в ходе решения задачи оптимизации формы элементов ЛА возможны разрывы целевой функции, PSO не является для нее релевантным. При введении в генетические алгоритмы вещественного кодирования возрастают точность вычислений, скорость работы алгоритмов и удобство их реализации. Использование турнирной селекции приводит к отсутствию стагнации и делает реализацию алгоритмов более удобной. Включение в алгоритм арифметического скрещивания и неоднородной мутации, определенной З. Михалевичем, приводит к увеличению сходимости. Добавление метода инцеста предотвращает ложную сходимость. Использование элитизма дает гарантию сохранения оптимального решения. Секция 3 ИССЛЕДОВАНИЯ НОВЫХ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРИЛОЖЕНИЯХ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД S  ession 3 Study of perspective materials in applications of continuum mechanics ПРОЧНОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ И СОСТАВА КОМПОЗИТА ZrO2(Mg)-MgO STRENGTH PARAMETERS DEPENDING ON STRUCTURE AND COMPOSITION of ZrO2(Mg)-MgO A.C. Буяков, С.Н. Кульков A.C. Buyakov, S.N. Kulikov Национальный исследовательский Томский государственный университет National Research Tomsk State University Alesbuyakov@gmail.com Пористые керамики на основе оксидов металлов - перспективный конструкционный материал. Уникальные физико-механические и химические свойства, делают возможным их применение в медицине, в качестве биокерамики, в аэро-космической, атомной и химической промышленностях, в качестве фильтрующего и теплоизоляционного материала, работающих в широком диапазоне температур и агрессивных средах. Один из таких материалов – диоксид циркония. ZrO2 обладает высокой прочностью и коррозионной стойкостью, а так же входит в реестр ISO, как материал, пригодный для остеозамещения. Другой материал, представляющий интерес – MgO, который активно применяется для производства огнеупоров, цементов, очистки нефтепродуктов, а так же в медицине. Благодаря свойствам этих материалов композит на их основе может представлять большой интерес для различных областей науки и техники [1]. Несмотря на работы по изучению композита на основе этих материалов, опубликованные рядом авторов, в полной мере не изучены закономерности изменения морфологии и фазовых превращений в таких композитах при изменении концентраций и температур спекания, что определило цель исследований: изучение структуры и свойств композитов ZrO2(Mg) –MgO. В работе изучены композиционные керамические материалы различного состава на основе ультрадисперсных порошков стабилизированного оксидом магния диоксида циркония ZrO2(Mg) и оксида магния (MgO), спеченные при температурах от 1200 оС до 1650 оС. Показано, что с увеличением температуры спекания происходит превращение в диоксиде циркония от моноклинной к кубической фазе. Видно, что с увеличением в составе композита концентрации MgO происходит рост областей когерентного рассеяния и размера кристаллитов обеих фаз, а микродисторсия кубической решетки уменьшается, что может быть обусловлено уменьшением дефектности. Пористость композитов снижается от 60 до 5 % с ростом температуры спекания, в то время как содержание MgO в композите на пористость почти не влияет. Такое увеличение пористости ведет к снижению предела прочности материала при сжатии [2]. Исследование структуры и поверхности образцов методами растровой электронной и оптической микроскопии показало иерархическое распределение включений и пор в матрице композита в зависимости от состава и температуры спекания. Размер пор меняется в значительных пределах в зависимости от состава, температуры спекания: размер пор составляет около 5 мкм в фазе ZrO2 и около 1 мкм в MgO. На РЭМ снимках образца, спеченного при температуре 1650 оС с соотношением MgO и ZrO2(Mg) 1:1 в составе. ZrO2(Mg) представляет собой светлые области на снимке, а MgO – темные. Показано, что значительная доля пористости приходится на ZrO2(Mg). Размер пор в композите зависит не только от состава и температуры спекания, но и от локализации: так во включения MgO средний размер поры составляет 1.5 мкм, а в ZrO2(Mg) порядка 3.5 мкм. Литература
ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПЛАТ THE USE OF ACOUSTIC EMISSION FOR DETECTION DEFECTS IN ELECTRONIC BOARDS А.А. Жуков, С.В. Пономарев A.A. Zhukov, S.V. Ponomarev НИИ Прикладной математики и механики Томского государственного университета Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics of Tomsk State University Kus70rus@gmail.com В работе рассматривается применимость акустической эмиссии к выявлению дефектов паяных соединений электронных плат. Метода акустической эмиссии наилучшим образом подходит для предупреждения появления дефектов печатной платы, так как он основан на регистрации и анализе акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации и разрушения (роста трещин) контролируемых объектов. Это позволяет формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на объект. Характерными особенностями метода акустической эмиссии, определяющими его возможности и области применения, являются:
Предметом исследования является долговечность контактных элементов электронных модулей аппаратуры космических аппаратов. Основной целью научно-исследовательской работы является создание научно-технического задела в области разработки метода выявления латентных технологических дефектов бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов с длительным сроком активного существования, которые могут привести к отказам при эксплуатации на околоземных орбитах. Не смотря на большое количество статей и патентов на тему применимости акустической эмиссии для выявления латентных дефектов, практически полностью отсутствуют исследования и разработки применительно к печатным платам, что потребовало разработки методики проведения испытаний применительно к электронным платам. Основными моментами, влияющими на точность и стабильность локации, являются способы крепления датчиков и имитации сигнала акустической эмиссии. Проведён анализ наиболее подходящих к поставленной задаче способов крепления датчиков акустической эмиссии, а именно:
Каждый способ проверяется экспериментально, определяются преимущества и недостатки каждого из них. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИКИ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF CERAMICS OBTAINED ALUMINUM HYDROXIDE Р.В. Левков1,2, С.Н. Кульков 1,2,3 R.V. Levkov , S.N. Kul'kov 1 Национальный Исследовательский Томский государственный университет 2 ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН 3 Национальный исследовательский Томский политехнический университет 1 National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia, 2 Institute of Strength Physics and Materials Science, Tomsk, Russia, 3 Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia Levkov.r.v@mail.ru Исследована структура и физико-механические свойства пористой керамики Al2O3, полученной с использованием порошка гидратированного оксида алюминия, полученного разложением алюминатного раствора. Согласно рентгенофазовому анализу, порошок гидроксида алюминия представлен структурной модификации Al2O3·4H2O, часть которого находилась в рентгеноаморфном состоянии, о чем свидетельствует высокий фон на малых углах дифракции. Результаты растровой электронной микроскопии показали, что порошок гидроксида алюминия состоял из ограненных изолированных поликристаллических частиц. Частицы имели размер от 0.5 до 4 мкм, так же присутствовали единичные частицы размером до 8 мкм. Средний размер частиц составил 2.6 мкм при среднем квадратичном отклонении 1.5 мкм. Порошки прессовались в стальной пресс-форме при давлении 200 МПа. Спекание прессовок осуществлялось на воздухе при температурах 1300, 1400, 1500 оС с изотермической выдержкой в течение 1 часа. Отжиг гидроксида алюминия приводит к перестройке до оксида алюминия, тем самым позволяя добиться пористости в керамике, без добавления порообразователя и избежать присутствия посторонних примесей. Необходимое значение пористости достигалось варьированием температуры спекания образцов. После спекания при температуре 1300 оС в структуре керамики наблюдались зерна оксида алюминия двух видов: неправильной формы и близкой к сферической. В керамиках, спеченных при температуре 1400 и 1500оС, зерна оксида алюминия имели преимущественно сферическую форму. Коэффициент усадки керамики увеличивался от 7 до 30% с ростом температуры спекания от 1300 до 1500 оС. Общая пористость спеченных образцов (Θ) составляла 60 % при температуре спекания 1300 оС, Θ ≈ 45 % при температуре 1400 оС и не превышала 20 % для образцов, спеченных при температуре 1500 оС. Исследования механических свойств полученных керамик показали, пористость образцов уменьшалась по мере повышения температуры спекания от 1300 до 1500 оС, что вело за собой повышение плотности керамических образцов и, как следствие увеличение прочности на сжатие с 6 МПа при 1300 оС до 800 МПа при 1500 оС, соответственно. Выявлено, что при увеличении температуры спекания происходит значительное увеличение прочности на сжатие с 6 МПа при 1300 оС до 800 МПа при 1500 оС. Увеличение температуры спекания с 1300 до 1500 оС способствовало изменению формы зерен с неправильной на сферическую. Показано, что в структуре керамики присутствовала межчастичная пористость, которая уменьшалась по мере повышения температуры спекания. Механические свойства керамики увеличиваются с ростом температуры спекания. Повышение прочностных свойств связано с уменьшением пористости спеченных керамик и, как следствие увеличением плотности. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта Президента России MK-5681.2014.8 и в рамках соглашения с Минобрнауки 14.575.21.0040 (RFMEFI57514X0040) Литература
ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДНОГО ОХРУПЧИВАНИЯ НА ЛОКАЛИЗАЦИЮ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ СПЛАВА СИСТЕМЫ AL-CU-MG EFFECT OF HYDROGEN EMBRITTLEMENT ON PLASTIC FLOW LOCALIZATION OF AL-CU-MG ALLOY Ю.В. Ли 1,2, С.А. Баранникова 1,2, А.В. Бочкарёва1,3 Y.V. Li 1,2, S.A. Barannikova 1.2, A.V. Bochkaryova 1,3 1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия, 2НИ Томский государственный университет, Томск, 3НИ Томский политехнический университет, Томск, Россия 1Institute of Strength Physics and Materials Science, Tomsk, Russia, 2 National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia, 3Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia jul2207@mail.ru, bsa@ispms.tsc.ru, avb@ispms.tsc.ru |
Похожие:
 | Физических основ прочности в Институте механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук |  | России, стран СНГ и дальнего зарубежья. Форма проведения Конференции – заочная, очного участия не предусмотрено. Рабочий язык Конференции... |
| России, стран СНГ и дальнего зарубежья. Форма проведения Конференции – заочная, очного участия не предусмотрено. Рабочий язык Конференции... | | К участию в Конференции приглашаются ученые, преподаватели, аспиранты, докторанты, студенты вузов и ссузов, ведущие научные исследования... |
| Ссионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (Башкирский гау) проводит Вторую международную молодежную... | | Актуальные проблемы лингвистики и лингводидактики иностранного языка делового и профессионального общения |
| Системные проблемы надёжности, качества, компьютерного моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах... | | «Новосибирск Экспоцентр» в рамках Международной выставки машиностроения и металлообработки mashex siberia по адресу: г. Новосибирск,... |
| Деловое письмо как предмет в 10 – 12 классах специальной (коррекционной) общеобразовательной школы VIII вида | | Актуальные проблемы современной науки: Труды 14-й Международной конференции -конкурса «Актуальные проблемы современной науки». Гуманитарные... |