Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 176 с.
Рассматривается проблема описания термомеханического поведения полимерных материалов в условиях релаксационных переходов. Предложены новые определяющие соотношения, устанавливающие непрерывную связь тензоров напряжений и деформаций в широком интервале температур, включающем диапазон релаксационного перехода. Разработана и реализована система экспериментов по идентификации материальных функций и констант предложенных определяющих соотношений. Приведены результаты экспериментов по проверке возможностей разработанных математических моделей для прогнозирования полей остаточных напряжений в стеклующихся полимерных изделиях в различных условиях охлаждения. Описаны численные методы решения краевых задач механики стеклующихся материалов. Приведены решения конкретных задач технологической механики полимерных и композиционных материалов и конструкций.
Книга предназначена научным и инженерно-техническим работникам, а так же аспирантам и студентам старших курсов, занимающимися вопросами механики деформируемого твердого тела.
Введение.
1 Физические (релаксационные) состояния и переходы в полимерах.
Особенности молекулярного строения полимеров.
Релаксационные состояния аморфных полимеров. Термомеханическая кривая.
Высокоэластическое и стеклообразное состояния полимеров и релаксационный переход (стеклование-размягчение).
Модели термомеханического поведения материалов в переходных процессах.
Экспериментальные методы определения остаточных напряжений в полимерных изделиях.
2 Модели термомеханического поведения полимерных материалов в условиях стеклования (размягчения).
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера в одноосном случае. Выражение для удельной свободной энергии в "упругом" приближении.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера в одноосном случае. Анализ эволюции жесткости в процессе релаксационного перехода.
«Кинетика» стеклования. Различные законы распределения.
Модельная задача. Аналитическое описание простейших режимов одноосного термосиловоrо нагружения.
Экспериментальное обеспечение определяющих соотношений для полимерного материала и проверочные эксперименты.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера с учетом вязкоупругих свойств стеклообразного состояния.
Сравнительный анализ различных моделей.
Модельная задача. Анализ закономерностей формирования технологических и остаточных напряжений в пакете стержней.
3 Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера для сложного напряженного состояния.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера для сложного напряженного состояния. Вывод через свободную энергию в "упругом" приближении.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера для сложного напряженного состояния. Вывод в приращениях с учетом вязкоупругих свойств стеклообразного состояния.
Термодинамическое обоснование определяющих соотношений. Термодинамические ограничения на материальные функции и константы.
4 Численный анализ напряжений и деформаций в стеклующихся телах
Постановка краевой задачи термомеханики стеклующегося тела.
Алгоритм численного пошагового решения задачи методом конечных элементов.
Особенности численного алгоритма при учете вязкоупругих свойств.
Численный анализ технологических и остаточных напряжений в коротком сплошном стеклующемся эпоксидном цилиндре. Учет вязкоупругих свойств.
Адаптация определяющих соотношений в пакет ANSYS.
5 Экспериментально-теоретическое исследование остаточных напряжений в осесимметричных изделиях.
Экспериментальное определение остаточных напряжений в крупногабаритных эпоксидных цилиндрах. Метод разрезки колец.
Экспериментальное определение остаточных напряжений в крупногабаритных эпоксидных цилиндрах. Поляризационно-оптический метод.
6 Определяющие соотношения для волокнистого композиционного материала в условиях стеклования и размягчения связующего.
Определяющие соотношения для волокнистого композита.
Прогнозирование эффективных характеристик волокнистого композита на основе численных экспериментов.
7 Прогнозирование и оптимизация технологических напряжений в конструкциях из полимерных и композиционных материалов.
Напряженно-деформированное состояние полого цилиндра в условиях охлаждения с повторным подогревом.
Исследование остаточного напряженного состояния многослойного композиционного маховика.
Эволюция технологических напряжений в композиционной панели с сотовым заполнителем.
Регулирование остаточных напряжений в изделиях из стеклующихся полимеров дополнительным силовым и кинематическим воздействием.
Список литературы.
Рассматривается проблема описания термомеханического поведения полимерных материалов в условиях релаксационных переходов. Предложены новые определяющие соотношения, устанавливающие непрерывную связь тензоров напряжений и деформаций в широком интервале температур, включающем диапазон релаксационного перехода. Разработана и реализована система экспериментов по идентификации материальных функций и констант предложенных определяющих соотношений. Приведены результаты экспериментов по проверке возможностей разработанных математических моделей для прогнозирования полей остаточных напряжений в стеклующихся полимерных изделиях в различных условиях охлаждения. Описаны численные методы решения краевых задач механики стеклующихся материалов. Приведены решения конкретных задач технологической механики полимерных и композиционных материалов и конструкций.
Книга предназначена научным и инженерно-техническим работникам, а так же аспирантам и студентам старших курсов, занимающимися вопросами механики деформируемого твердого тела.
Введение.
1 Физические (релаксационные) состояния и переходы в полимерах.
Особенности молекулярного строения полимеров.
Релаксационные состояния аморфных полимеров. Термомеханическая кривая.
Высокоэластическое и стеклообразное состояния полимеров и релаксационный переход (стеклование-размягчение).
Модели термомеханического поведения материалов в переходных процессах.
Экспериментальные методы определения остаточных напряжений в полимерных изделиях.
2 Модели термомеханического поведения полимерных материалов в условиях стеклования (размягчения).
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера в одноосном случае. Выражение для удельной свободной энергии в "упругом" приближении.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера в одноосном случае. Анализ эволюции жесткости в процессе релаксационного перехода.
«Кинетика» стеклования. Различные законы распределения.
Модельная задача. Аналитическое описание простейших режимов одноосного термосиловоrо нагружения.
Экспериментальное обеспечение определяющих соотношений для полимерного материала и проверочные эксперименты.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера с учетом вязкоупругих свойств стеклообразного состояния.
Сравнительный анализ различных моделей.
Модельная задача. Анализ закономерностей формирования технологических и остаточных напряжений в пакете стержней.
3 Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера для сложного напряженного состояния.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера для сложного напряженного состояния. Вывод через свободную энергию в "упругом" приближении.
Определяющие соотношения термомеханического поведения стеклующегося полимера для сложного напряженного состояния. Вывод в приращениях с учетом вязкоупругих свойств стеклообразного состояния.
Термодинамическое обоснование определяющих соотношений. Термодинамические ограничения на материальные функции и константы.
4 Численный анализ напряжений и деформаций в стеклующихся телах
Постановка краевой задачи термомеханики стеклующегося тела.
Алгоритм численного пошагового решения задачи методом конечных элементов.
Особенности численного алгоритма при учете вязкоупругих свойств.
Численный анализ технологических и остаточных напряжений в коротком сплошном стеклующемся эпоксидном цилиндре. Учет вязкоупругих свойств.
Адаптация определяющих соотношений в пакет ANSYS.
5 Экспериментально-теоретическое исследование остаточных напряжений в осесимметричных изделиях.
Экспериментальное определение остаточных напряжений в крупногабаритных эпоксидных цилиндрах. Метод разрезки колец.
Экспериментальное определение остаточных напряжений в крупногабаритных эпоксидных цилиндрах. Поляризационно-оптический метод.
6 Определяющие соотношения для волокнистого композиционного материала в условиях стеклования и размягчения связующего.
Определяющие соотношения для волокнистого композита.
Прогнозирование эффективных характеристик волокнистого композита на основе численных экспериментов.
7 Прогнозирование и оптимизация технологических напряжений в конструкциях из полимерных и композиционных материалов.
Напряженно-деформированное состояние полого цилиндра в условиях охлаждения с повторным подогревом.
Исследование остаточного напряженного состояния многослойного композиционного маховика.
Эволюция технологических напряжений в композиционной панели с сотовым заполнителем.
Регулирование остаточных напряжений в изделиях из стеклующихся полимеров дополнительным силовым и кинематическим воздействием.
Список литературы.