Термовязкоупругость. Вязкоупругие Свойства Полимеров и Композитов
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Разработаны методы исследования, математического моделирования и предсказания термомеханических свойств полимерных материалов и конструкций в широких пределах изменения температур и скоростей (частот) нагружения.
Математическая модель вязкоупругого поведения
Она является следствием необратимых термодинамических процессов в средах с внутренними переменными состояния. Для малых деформаций она описывается соотношениями наследственного типа между напряжениями и деформациями с непрерывным спектром времен релаксации. В этом случае термореологическая комплексная зависимость от температуры не позволяет применить метод редукции в процессе определения модельных параметров по экспериментальным данным.
Определение модельных параметров по экспериментальным данным
Эта задача является нелинейной некорректной обратной проблемой восстановления интегрального оператора. Спектр релаксации (т. е. плотность распределения времен релаксации) и спектр энергий активации вязкого течения являются неизвестными функциями этой задачи.
Экспериментальные данные и вычислительные алгоритмы
Методы решения вышеуказанной задачи идентификации были развиты на основе использования экспериментальных данных для полимеров в режиме установившихся колебаний под действием различных постоянных температур. Удовлетворительные результаты моделирования и прогноза вязкоупругих свойств для некоторых аморфных полимеров (например, PMMA и др.), частично-кристаллических полимеров (например, полиэтилен и др.) и некоторых двухкомпонентных смесей аморфных полимеров в широких пределах изменения частот колебаний и температур, включая переход от стеклофазы к высокоэрастичному состоянию получены для этого типа экспериментов. Вычислительные алгоритмы для решения этой задачи имеют строгую математическую основу. Разработаны методы и оборудование для такого типа экспериментов.
Расчет элементов полимерных конструкций
Температурные напряжения в зависимости от температурных свойств материалов
Полимерные элементы подшипников, введение штифтов в тонкое полимерное внутреннее кольцо подшипников скольжения с учетом температуры трения.
Композиционные полимерные материалы
Получены зависимости между эффективными вязкоупругими модулями однонаправленного волоконного композита и технологическими остаточными напряжениями. Это позволяет управлять процессом получения композита с целью получения необходимых реологических свойств.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
Орлов В. С. Вычисление одномерных температурных напряжений в неоднородных сфере и цилиндре // Проблемы Механики и Прикладной Математики. - Ростов-на-Дону: Ростовский госуниверситет, 1976, С. 41-53.
Орлов В. С. О решении смешанной задачи нелинейной термовязкоупругости // Смешанные Задачи Механики Твердого Тела. - Тез. Докл. Всесоюз. Науч. Конф. - Ростов-на-Дону. - 1977, Т.1. - С. 137-138.
Орлов В. С. Аппроксимационный анализ уравнений термовязкоупругости // Известия СКНЦ ВШ. Естественные Науки. - 1978, N3, С.25-30.
Громов В. Г., Мирошников В. П. Эффекты термомеханической когерентности в теории термовязкоупругости // Доклады Академии Наук СССР. - 1978. - Т. 240, N4. - С. 809-812.
Мирошников В. П. Эффекты термомеханической когерентности в процессе деформации полимерных материалов // Автореферат дис. Канд. физ.-мат. наук., Ростовский госуниверситет, 1979, 20с.
Азаров А. Д., Орлов В. С., Степаненко Ю. П. Вычисление напряженного состояния промежуточного полимерного кольца, охватывающего внешнюю шаровую головку подшипника // Применение Полимерных Материалов в Сельскохозяйственной Промышленности. - Тез. Докл. Всесоюз. Науч.-техн. Конф. (Ростов-на-Дону, 1980). - Москва, 1980, С. 242-244.
Орлов В. С. Эффекты воздействия температуры и гидростатического давления на свойства полимерного материала в физически нелинейной осесимметричной проблеме термовязкоупругости // Механика Сплошных Сред. - Ростовский госуниверситет, 1982, С.70-82.
Орлов В. С. Определяющие уравнения теории термовязкоупругости термореологически соложных материалов // Дис. Канд. физ.-мат. наук., Ростовский госуниверситет, 1985, 151с.
Мирошников В. П., Занимонец Ю. М. О влиянии остаточных напряжений в композиционном материале на эффективные реологические свойства // Механика Композиционных Материалов (Рига). - 1985. - N1. - С.59-66.
Орлов В. С. Об одной задаче идентификации определяющих уравнений для линейной теории термовязкоупругости // Прикладная Механика (Киев), 1987, Т.23, N5. - С.77-82 .
Орлов В. С. О термореологическом усложнении вязкоупругих свойств аморфных полимеров в переходной области от высокоэластического состояния к стеклофазе // Механика Композиционных Материалов (Рига). 1987, N5, С.945.
Orlov V.S. Mathematical modeling of viscous-elastic properties of polymeric materials in wide limits of temperatures and vibration frequencies // Mechanics of Composite Materials.- Abstr. 9th Int. Conf., Riga, 1995, P.77.
Орлов В. С. О термодинамике неупругих сред с распределенными внутренними переменными состояния // Современные Проблемы Механики Сплошных Сред. - Тез. Докл. Межд. Науч. Конф. - Ростов-на-Дону, 1995, С.38.
Орлов В. С. Об уравнениях термовязкоупругости для теорий термовязкоупругости и термовязкопластичности // Современные Проблемы Механики Сплошных Сред. - Книга: Ростов-на-Дону, 1996, Т.3, С.109-113.
Орлов В. С. Численное моделирование вязкоупругих свойств полимерных материалов в широких пределах изменения температур // Современные Проблемы Механики Сплошных Сред. - СКНЦ ВШ: Ростов-на-Дону, 1999, Т. 2, С.101-105.
Орлов В. С. О математическом моделировании термомеханических свойств полимерных материалов // Современные Проблемы Механики Сплошных Сред. - СКНЦ ВШ: Ростов-на-Дону 2000, Т. 1, С.134-137.
Валентин С. Орлов - канд. физ.-мат. наук, ст. н. с., руководитель НИР
Владимир П. Мирошников - канд. физ.-мат. наук, ст. н. с.
E-mail: ppr@math.rsu.ru