Аннотация:

Рассматриваются вопросы экспериментального изучения поведения алюминиевого сплава Д16Т в зависимости от режимов нагружения и жесткости нагружающей системы. Показаны особенности роста трещины при кинематическом и силовом нагружении. Производилось одноосное нагружение плоских образцов с предварительно пророщенной усталостной трещиной и разной длиной рабочей части. Приведены диаграммы деформирования. Испытания выполнены на сервогидравлической испытательной машине Instron 8850, определены условный предел текучести и предел прочности для исследуемого материала. Для замера длины трещины использовался цифровой микроскоп Dino-Lite Dicital Microscope AM4013MTL Series. Показано существенное влияние жесткости нагружающей системы на механическое поведение алюминиевого сплава Д16Т при квазистатическом нагружении.

Ключевые слова: одноосное растяжение, плоские образцы с центральным надрезом, жесткость нагружающей системы, силовое и кинематическое нагружения.

Сведения об авторах:

Бажуков Павел Сергеевич (Пермь, Россия) – студент кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: Bazhukov@yandex.com).

Вильдеман Валерий Эрвинович (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций, директор Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: wildemann@pstu.ru).

Ильиных Артем Валерьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29,
е-mail: ilinih@yandex.com).

Третьяков Михаил Павлович (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: cem_tretyakov@mail.ru).

Список литературы:

1. Ковчик С.Е., Морозов Е.М. Механика разрушения и прочность материалов. Т. 3. Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения. – Киев: Наук. думка, 1988. – 436 с.

2. Хеллан К. Введение в механику разрушения / под ред. Е.М. Морозова. – М.: Мир, 1988. – 364 с.

3. Основы экспериментальной механики разрушения / И.М. Керш­тейн, В.Д. Клюшников, Е.В. Ломакин, С.А. Шестериков. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. – 140 с.

4. Пестриков В.М., Морозов Е.М. Механика разрушения на базе компьютерных технологий: практикум. – СПб.: БХВ-Петер­бург, 2007. – 464 с.

5. Механика закритического деформирования и нелокальность условий / В.Э. Вильдеман, А.В. Ипатова, М.П. Третьяков, Т.В. Третьякова // Вестник Нижегор. ун-та им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4. – С. 158–163.

6. Вильдеман В.Э. Закономерности и модели процессов накопления повреждений, закритического деформирования и структурных разрушений композиционных материалов // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Динамика и прочность машин. – 2001. – № 2. – С. 37–45.

7. Чаусов Н.Г. Полная диаграмма деформирования, как источники информации о кинетике накопления повреждений и трещиностойкости материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2004. – Т. 70, № 7. – С. 42–49.

8. Зилова Т.К., Фридман Я.Б. О механических испытаниях с переменной податливостью нагружения // Заводская лаборатория. – 1956. – Т. 22, № 6. – С. 712–717.

9. Савицкий Ф.С., Вандышев Б.А. Жесткость испытательных машин и ее влияние на спадающий участок диаграммы растяжения и изгиба // Заводская лаборатория. – 1956. – Т. 22, № 6. – С. 717–721.

10. Волков С.Д. Проблема прочности и механика разрушения // Пробл. прочности. – 1978. – № 7. – С. 3–10.

11. Вильдеман. В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов. – М.: Наука: Физматлит, 1997. – 288 с.

12. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Краевая задача механики деформирования и разрушения поврежденных тел с зонами разупрочнения // Прикладная механика и техническая физика. – 1995. – № 6. – 122 с.

13. Вильдеман В.Э. О решениях упругопластических задач с граничными условиями контактного типа для тел с зонами разупрочнения // Прикладная математика и механика. – 1998. – Т. 62, № 2. – С. 304–320.

14. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман, М.П. Тре­тьяков, Т.В. Третьякова, Р.В. Бульбович [и др.] / под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: Физматлит, 2012. – С. 212.

Аннотация:

Статья посвящена исследованию зарождения и распространения усталостных трещин в титановых сплавах методом инфракрасной термографии при циклической нагрузке и с помощью анализа поверхности разрушения. Проведены две серии экспериментов на плоских гладких и на образцах с предварительно выращенной усталостной трещиной. Исследована пространственная и временная эволюция температуры в вершине трещины, определена форма пластической деформации и интенсивность тепловыделения. На основании результатов сравнительного анализа экспериментальных данных и уравнений линейной механики разрушения показано, что пространственная форма и характер диссипации тепла в зоне вершины трещины не соответствуют простой теоретической модели. В работе экспериментально получен эффект охлаждения за счет упругой деформации материала, а также исследованы особенности распределения напряжений в вершине трещины. Высокоскоростная съемка (на частоте 1 кГц) позволила определить интенсивность и форму зоны рассеиваемой энергии из-за пластической деформации в вершине трещины, а также сравнить скорость диссипации энергии для различных уровней напряжения. Разрушенные образцы исследовались с помощью электронного микроскопа и интерферометра New View для определения скейлинговых закономерностей образования и роста трещины. Полученные результаты позволяют нам проверить существующие модели неупругой деформации в вершине трещины, а также улучшить методы контроля накопления микроповреждений в процессе усталостного деформирования.

Ключевые слова: усталость, диссипация энергии, термоупругий эффект, инфракрасная термография, фрактография.

Сведения об авторах:

Банников Михаил Владимирович (Пермь, Россия) – аспирант лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, e-mail: mbannikov@icmm.ru).

Федорова Анастасия Юрьевна (Пермь, Россия) – аспирант лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1,
e-mail: fedorova@icmm.ru).

Терехина Алена Игоревна (Пермь, Россия) – студентка Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: tai_mm_90@mail.ru).

Плехов Олег Анатольевич (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, e-mail: poa@icmm.ru).

Список литературы:

1. Вавилов В.П. Динамическая тепловая томография (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2006. – Т. 72, № 3. – C. 26–36.

2. Fatigue crack initiation and growth in a 35CrMo4 steel investigated by infrared thermography / O. Plekhov, T. Palin-Luc, O. Naimark, S. Uvarov, N. Saintier // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. – 2005. – Vol. 28, iss. 1. – P. 169–178

3. Theoretical analysis, infrared and structural investigation of energy dissipation in metals under quasi-static and cyclic loading / O. Plekhov, N. Saintier, T. Palin-Luc, S. Uvarov, O. Naimark // Material Science and Engineering A. – 2007. – Vol. 462, no. 1. – P. 367–370.

4. Плехов О.А. Экспериментальное исследование термодинамики пластического деформирования методом инфракрасной термографии // ЖТФ. – 2011. – Т. 81, вып. 2. – С. 144–146.

5. Oliferuk W., Maj M., Raniecki B. Experimental analysis of energy storage rate components during tensile deformation of polycrystals // Materials Science and Engineering A. – 2004. – Vol. 374. – P. 77–81.

 

 

6. Плехов О.А., Santier N., Наймарк О.Б. Экспериментальное исследование накопления и диссипации энергии при упруго пластическом переходе // ЖТФ. – 2007. – Т. 77. – Вып. 9 – C. 1236–1238.

7. Экспериментальное исследование генерации тепла в вершине усталостной трещины / А.И. Терехина, М.В. Банников, О.А. Плехов, Э.В. Плехова // Письма в ЖТФ. – 2012. – Т. 38. – Вып. 16.

8. Экспериментальное исследование аномалий диссипации энергии в нанокрокристаллическом титане при циклическом нагружении / О. Плехов, О. Наймарк, И. Семенова, Р. Валиев [и др.] // ПЖТФ. – 2008. – Т. 34, вып. 13. – C. 33–40.

9. Исследование особенностей диссипации и накопления энергии в нанокристаллическом титане при квазистатическом и динамическом нагружении / О.А. Плехов, В.В. Чудинов, В.А.Леонтьев, О.Б. Наймарк // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1, № 4. –
С. 69–78.

10. Walker K. The effect of stress ratio during crack propagation and fatigue for 2024-T3 and 7075-T6 Aluminium // Effects of environments and complex load history on fatigue life. ASTM STP 462. – Philadelphia, PA, 1970. – Р. 1–14.

11. Carpinteri A., Paggi M. Self-similarity and crack growth instability in the correlation between the Paris’ constants // Eng. fracture mech. – 2007. – No. 74. – P. 1041–1053.

12. Wnuk M.P., Yavari A. On estimation stress intensity factors and modulus of cohesion for fractal cracks // Eng. fracture mech. – 2003. – No. 70. – P. 1659–1674.

13. Paggi M., Carpinteri A. Fractal and multifractal approaches for the analysis of crack-size dependent scaling laws in fatigue // Chaos, Solitons and Fractals. – 2009. – No. 40. – P. 1136–1145.

14. Rose O. Estimation of the Hurst Parameter of Long-Range Dependent Time Series. Report. No. 137. February 1996. – Institute of Computer Science, University of Wurzburg, Germany, 1996.

Аннотация:

В настоящей работе рассмотрено устройство для гидростатического сжатия пористых и порошкообразных материалов, отличительной особенностью которого является применение бесконтактных уплотнений совместно с использованием в качестве рабочего агента вязкого минерального масла. Подобная конструкция гидростата может быть использована для идентификации определяющих соотношений структурно-неоднородных материалов, в частности для нахождения предела текучести на всестороннее сжатие. Геометрическая интерпретация напряженного состояния позволила рассмотреть различные условия текучести пластически-сжимаемых материалов. Для математического моделирования деформации пористой заготовки использована модель пластичности Гурсона. С помощью программного комплекса Abaqus определены деформация плунжера и цилиндра под действием давления жидкости и изменение величины зазора и конфигурации щели. Определен расход рабочей жидкости через лабиринтные уплотнения с учетом деформации плунжерной пары, а также изменения вязкости рабочего агента от давления. Исследовано влияние концентричности расположения плунжера в гильзе на расход рабочей жидкости через уплотнение. Показано, что деформация плунжерной пары при высоких перепадах давления оказывает значительное влияние на расход жидкости, особенно для случая концентричного расположения плунжера в гильзе. В результате численного моделирования процесса гидростатического сжатия исследовано напряженно-деформированное состояние пористой заготовки в толстостенной эластичной оболочке, при этом показана неоднородность распределения средних нормальных напряжений по сечению заготовки. Результаты экспериментальных исследований гидростатического сжатия пористых заготовок из предварительно спрессованной и спеченной порошкообразной меди показывают незначительный разброс пористости по сечению заготовки, что хорошо коррелирует с данными, полученными в ходе математического моделирования.

Ключевые слова: пористый материал, порошковая металлургия, метод конечных элементов, определяющие соотношения, гидростатическое сжатие, лабиринтное уплотнение.

Сведения об авторах:

Березин Иван Михайлович (Екатеринбург, Россия) – аспирант Института машиноведения УрО РАН (620219, г. Екатеринбург, ГСП-207, ул. Комсомольская, 34, e-mail: berezin.e-mail@yandex.ru)

Список литературы:

1. Друянов Б.А. Прикладная теория пластичности пористых тел. – М.: Машиностроение, 1989. – 168 с.

2. Лаптев А.М. Критерии пластичности пористых материалов // Порошковая металлургия. – 1982. – № 7. – С. 12–17.

3. Залазинский А.Г. Пластическое деформирование структурно-неоднородных материалов. – Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2000. – 495 с.

4. Modeling of powder die compaction / P.R. Brewin [et al.]. – Springer, 2008. – 329 p.

5. Gurson A.L. Continuum Theory of Ductile Rupture by Void Nucleation and Growth: Part I – Yield Criteria and Flow Rules for Porous Ductile Materials // Journal of Engineering Materials and Technology. – 1977. – Vol. 99. – P. 2–15.

6. Tvergaard V. Influence of Voids on Shear Band Instabilities under Plane Strain Condition // International Journal of Fracture Mechanics. – 1981. – Vol. 17. – P. 389–407.

7. Бриджмен П.У. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. Влияние высокого гидростатического давления на механические свойства материалов. – М.: URSS, 2010. – 444 с.

8. Гидростатическое формование порошков / В.Я. Буланов [и др.]. – Екатеринбург: Наука, 1995. – 298 с.

9. Ильин Г.А. Гидростаты для сухого прессования изделий из керамических порошков // Кузнечно-штамповочное производство. –
1983. – № 5. – С. 9–10.

10. Установка для гидростатического уплотнения изделий из порошков / Н.П. Чумаков [и др.] // Физика и техника высоких давлений. – Киев, 1989. – Вып. 31. – С. 74–76.

11. А.с. №1555055 (СССР). Устройство для гидростатического прессования порошков / Б.И. Каменецкий [и др]; опубл. 1990, Бюл. № 3.

12. Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. Пневматические и гидравлические приводы и системы. Ч. 2. Гидравлические приводы и системы. Основы: учеб. пособие. – М.: Форум, 2007. – 304 с.

13. Mooney M. A theory of large elastic deformation // Journal of Applied Physics. – 1940. – Vol. 11. – P. 582–592.

14. Rivlin R.S. Large elastic deformations of isotropic materials. IV. Further developments of the general theory // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. – 1948. – Vol. 241. – P. 379–397.

15. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. – М.: Машиностроение, 1972. – 320 с.

16. Никитин Г.А. Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов. – М.: Машиностроение, 1982. – 135 с.

Аннотация:

Рассматривается твердое тело, вибрирующее в жидкости вблизи непроницаемой стенки перпендикулярно ее плоскости. Показано, что при этом возникает средняя сила, направленная от стенки перпендикулярно к ней, т.е. своеобразная подъемная сила; эта сила быстро возрастает при приближении тела к стенке. Получены выражения взвешивающей силы для тела вращения произвольной формы, в частности для плоского, выпуклого и вогнутого по направлению к стенке тела. Это позволяет сделать вывод о взвешивании вибрирующих тел с большей, чем жидкость, плотностью и определить высоту взвешивания. Результаты сопоставляются с закономерностями взаимодействия двух пульсирующих или вибрирующих тел, первоначально изученными К. Бъеркнесом и в дальнейшем другими исследователями, в том числе учеными пермской школы гидродинамики.

Как показывают эксперименты и натурные наблюдения, взвешивание возникает также при воздействии вибрации на тело, находящееся в сыпучей среде, что приводит к всплыванию тела, более плотного, чем сыпучая среда. Рассмотрен физический механизм этого явления, являющегося одним из проявлений эффекта сегрегации. Он отличается от механизма взвешивания тела в жидкости. Предполагаемая причина всплывания тяжелого тела в этом случае состоит в том, что сила сопротивления относительному движению тела в среде больше при его движении вглубь среды, чем в направлении свободной поверхности.

Рассмотрен случай, когда эффект возникает вследствие колебаний объема среды вблизи частицы.

В заключение ставится общая задача о поведении вибрирующих твердых и деформи­руе­мых тел вблизи границы раздела двух сред.

Результаты работы могут быть использованы в теории взвесенесущих турбулентных потоков, имеющей большое значение для приложений, теории вибрационных насосов, для объяснения и оценки величины изгиба пролетов трубопроводов, расположенных вблизи морского дна, а также для объяснения парадокса «непотопляемости» конкреций и необычного залегания горных пород, когда валуны выталкиваются к поверхности грунта.

Ключевые слова: вибрация, сыпучие среды, жидкости, взвешивание тела, эффект Бьеркнеса, сегрегация, выпучивание трубопроводов, парадокс «непотопляемости» конкреций, вибрационная плавучесть.

Сведения об авторах:

Блехман Леонид Ильич (Санкт-Петербург, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лаборатории вибрационной механики (совместной лаборатории Института проблем машиноведения РАН и НПК «Механобр-техника») (199178, Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой пр., 61, e-mail: liblekhman@yandex.ru).

Список литературы:

1. Короткин А.И. Исследование гидродинамической характеристики вибронасоса ВНЛ-1: Научно-технический отчет ЦНИИ им. А.Н. Крылова. – 1993. – № 35288.

2. Блехман И.И. Вибрационная механика. – М.: Физматлит, 1994. – 400 с.

3. Генерирование медленных потоков жидкости вибрирующим вблизи стенки диском (к теории вибрационных насосов) / И.И. Блехман, В.Б. Васильков, К.С. Якимова, Е.В. Шишкина // Обогащение руд. – 2001. – № 1. – С. 36–38.

4. Баренблатт Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке // Прикладная математика и механика. – 1953. – Т. 17. – Вып. 3. – С. 261–274.

5. Баренблатт Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке, занимающем полупространство или плоский открытый канал конечной глубины // Прикладная математика и механика. – 1955. – Т. 19, вып. 1. – С. 61–88.

6. Криль И.С. Напорные взвесенесущие потоки. – Киев: Наук. думка, 1990. – 160 с.

7. «Аномальные» явления в жидкости при действии вибрации / И.И. Блехман, Л.И. Блехман, Л.А. Вайсберг, В.Б. Васильков, К.С. Яки­мова // Докл. Акад. наук. – 2008. – Т. 422, № 4. – С. 470–474.

8. Phenomenon of inversion of the stable states of “gas – fluid – heavy” particles” system in the vibrating vessels / I.I. Blekhman, L.I. Blekhman, L.A. Vaisberg, V.B. Vasilkov, K.S. Yakimova // Proc. of 6-th EUROMECH Nonlinear Dynamics Conf. (ENOC 2008), St. Petersburg, June 30–July 4, 2008. – St. Petersburg, 2008.

9. Bjerknes V. Vorlesungen uber hydrodynamische Fernkrafte nach C.A. Bjerknes's Theorie. – Leipzig: J.A. Barth. Bd. 1, 1900. – 388 p.; Bd. 2, 1902. – 316 p., available at: Bd. 1 – http://resolver.library.cornell.edu/math/ 1968499; Bd. 2 – URL: http://resolver.library.cornell.edu/math/1968499a).

10. Bjerknes V.F.K. Fields of Force: a course of lectures in mathematical physics delivered December 1 to 23, 1905. – New York: Columbia Univ. Press., 1906. – 160 p., available at: URL: http://historical.library.cor­nell.edu/cgi-bin/cul.math/docviewer?did=02780002&seq=1.

11. Bjerknes V.F.K. Die Kraftfelder. – Braunschweig: Friedrich Vieweg und Sohn, 1909. – 174 p.

12. Bjerknes C.A. Hydrodynamische Fernkrafte. Funf Abhandlungen uber die Bewegung kugelformiger Korper in einer incompressiblen Flussigkeit (1863–1880). – Leipzig: Verlag von W. Engelmann, 1915. – 229 p.

13. Челомей В.Н. Парадоксы в механике, вызываемые вибрациями // Докл. АН СССР. – 1983. – Т. 270, № 1. – С. 62–67.

14. Луговцов Б.А., Сенницкий В.Л. О движении тела в вибрирующей жидкости // Докл. АН СССР. – 1986. – Т. 289, № 2. –
С. 314–317.

15. Кубенко В.Д., Кузьма В.М., Пучка Г.Н. Динамика сферических тел в жидкости при вибрации. – Киев: Наук. думка, 1989. – 156 с.

16. Козлов В.Г. Экспериментальное исследование осредненной вибрационной динамики несжимаемой жидкости: дис. ... д-ра физ.-мат. наук / Перм. гос. ун-т. – Пермь, 1997. – 250 с.

17. Иванова А.А. Неоднородные системы в осциллирующих силовых полях. Экспериментальное исследование: дис. ... д-ра физ.-мат. наук / Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2000. – 237 с.

18. Дойников А.А. Нелинейная динамика дисперсных частиц в акустических полях // Фундаментальные и прикладные физические исследования 1986–2001 гг.: сб. науч. тр. – Минск: Изд-во Белорус. гос. ун-та, 2001. – 457 с.

19. Вибрационные эффекты в гидродинамике: сб. науч. тр. / Перм. гос. ун-т. – Пермь, 1998. – Вып. 1; 2001. – Вып. 2.

20. Опыты по вибрационной механике: сб. студ. науч. тр. / Перм. гос. пед. ун-т; под ред. А.А. Ивановой, В.Г. Козлова. – Пермь, 2001. – 138 с.

21. Любимов Д.В., Любимова Т.П., Черепанов А.А. Динамика поверхностей раздела в вибрационных полях. – М.: Физматлит, 2003. – 216 с.

22. Конвективные течения: сб. науч. тр. / отв. ред. В.Г. Козлов; Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2005. – Вып. 2. – 250 с.

23. Борисов А.В., Мамаев И.С., Рамоданов С.М. Движение двух сфер в идеальной жидкости. I. Уравнения движения в евклидовом пространстве. Первые интегралы и редукция // Нелинейная динамика. – 2007. – Т. 3, № 4. – С. 411–422.

24. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. Нелинейная волновая механика и технологии. – М.: R&C Dynamics, 2008. – 711 с.

25. Движение пузырька газа в колеблющейся газонасыщенной жидкости / И.И. Блехман, Л.И. Блехман, В.Б. Васильков, В.С. Сорокин [и др.] // Обогащение руд. – 2011. – № 5. – С. 30–37.

26. Surface and volumetric effects in a fluid subjected to high-frequency vibration. Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part C / I.I. Blekh­man, L.I. Blekhman, V.S. Sorokin, V.B. Vasilkov [et al.] // Journal of Mechanical Engineering Science. – London, 2012. – Vol. 226, iss. 8. August. – P. 2028–2043.

27. Жуковский Н.Е. Обобщение задачи Бьеркнеса о гидродинамических силах, действующих на пульсирующие или осциллирующие тела внутри жидкой массы // Труды Отд. физ. наук Общ-ва любителей естествознания. – 1896. – Т. VIII, вып. 2 (См. также Жуковский Н.Е.: собр. соч. – М. – Л.: ГИТТЛ, 1949. – Т. 2. – С. 670–688).

28. Иванова А.А., Козлов В.Г., Кузаев А.Ф. Вибрационная подъемная сила, действующая на тело в жидкости вблизи твердой поверхности // Докл. Акад. наук. – 2005. – Т. 402, № 4. – С. 488–491.

29. Козлов Н.В., Терехов Е.В., Филонов В.М. Поднятие и подвес тяжелого тела в жидкости при помощи вибрации // Опыты по вибрационной механике: сб. студ. науч. тр. / Перм. гос. пед. ун-т. – Пермь, 2001. – С. 46–53.

30. Leahy A.H. On the pulsations of spheres in an elastic medium // Trans. Camb. Phil. Soc. – 1889. – Vol. 14. – P. 45–62.

31. Заболотская Е.А. Взаимодействие газовых пузырьков в поле звуковой волны // Акустический журнал. – 1984. – Т. 30, вып. 5. – С. 618–623.

32. Завтрак С.Т. К вопросу о силе взаимодействия Бьеркнеса двух газовых пузырьков в поле звуковой волны // Акустический журнал. – 1987. – Т. 33, № 2. – С. 240–245.

 

33. Bjerknes forces between small cavitation bubbles in a strong acoustic field / R. Mettin, I. Akhatov, U. Parlitz, C.D. Ohl [et al.] // Physical Rewiew E. – 1997. – Vol. 56, no. 3. – P. 2924–2931.

34. Петров А.Г. Аналитическая гидродинамика. – М.: Физматлит, 2009. – 520 с.

35. Зеньковская С.М., Новосядлый В.А. Влияние вертикальных колебаний на двухслойную систему с деформируемой поверхностью раздела // Журнал вычисл. мат. и мат. физ. – 2008. – Т. 48 , № 9. –
С.  1710–1720.

36. Бородавкин П.П., Сунаргин А.Х. Строительство магистральных трубопроводов в сложных условиях. – М.: Недра, 1965. – 214 с.

37. Моделирование гидродинамического воздействия на подводный газопровод в траншее с разжиженным грунтом / Е.Е. Гилев, С.Н. Шу­бин, А.И. Боровков, А.К. Абрамян // Вычислительная механика сплошных сред. – 2011. – Т. 4, № 3. – С. 41–47.

38. Устойчивость морских трубопроводов, находящихся в донных грунтах, подверженных явлению разжижения / Т.И. Лаптева, М.Н. Мансуров, Д.Х. Чумарин, Л.А. Копаева // Газовая промышленность. – 2011. – № 13. – С. 98–101.

39. Левин Б.В. О сейсмическом механизме выталкивания валунов к поверхности грунта // Докл. АН СССР. – 1990. – Т. 312, № 2. –
С. 332–334.

40. Левин Б.В. Всплывание тяжелого шара в вибрирующем песке // Прикладная механика и техническая физика. – 1991. – № 3. – С. 85–87.

41. Федосеев В.Б. Закономерности распределения глыбового материала в осадочных породах. Маятник Челомея и зыбучие пески // Нелинейные колебания механических систем: тр. VIII Всерос. науч. конф., Н. Новгород, 22–26 сентября 2008. – Н. Новгород, 2008. – Т. 2.

42. Меро Дж. Минеральные богатства океана. – М.: Прогресс, 1969. – 440 с.

43. Горяинов И.H., Горяинова Г.И. К вопросу о «непотопляемости» железомарганцевых конкреций // Докл. АН СССР. – 1983. – Т. 272, № 2. – С. 432–437.

44. Батурин Г.Н. Геохимия железомарганцевых конкреций океана. – М.: Наука, 1986. – 328 с.

45. Баренблатт Г.И., Батурин Г.Н. О «непотопляемости» железо-марганцевых конкреций и некоторых особенностях придонного слоя океана // Докл. АН СССР. – 1989. – Т. 308, № 1. – С 183–188.

46. Бараш М.С., Кругликова С.Б. Возраст радиолярий из железомарганцевых конкреций провинции Кларион-Клиппертон (Тихий океан) и проблема «непотопляемости» конкреций // Океанология. – М.: Наука, 1994. – 34 (6). – С. 890–904.

47. Каракин А.В., Лобковский Л.И. Механизм всплывания железомарганцевых конкреций // Геология морей и океанов: материалы XVII Междунар. конф. (Школы) по морской геологии. – М., 2007. –
Т. II. – С. 127–130.

48. Блехман И.И., Васильков В.Б., Якимова К.С. О поведении твер­дых тел в вибрирующей сыпучей среде // Обогащение руд. – 2012. –
№ 4. – С. 21–24.

49. Блехман И.И., Хайнман В.Я. О теории вибрационного разделения сыпучих смесей // Изв. АН СССР, ОТН. Механика. – 1965. –
№ 5. – С. 22–30.

50. Павел П. Моаи учатся ходить // Вокруг света. – 1990. – № 3. –
С. 12–16; № 4. – С. 38–42.

51. Хейердал Т. Аку-аку. Тайна острова Пасхи. – М.: Мысль, 1971.

52. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. – М.: Наука, 1964. – 410 с.

53. Вибрации в технике: справочник: в 6 т. Т. 4. Вибрационные процессы и машины. – М.: Машиностроение, 1981. – 509 с.

Аннотация:

Сведения об авторах:

Гаришин Олег Константинович (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории микромеханики структурно-неоднородных сред Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1,
e-mail: gar@icmm.ru).

Морозов Илья Александрович (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории микромеханики структурно-неоднородных сред Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, e-mail: imorozov@icmm.ru).

Шадрин Владимир Васильевич (Пермь, Россия) – ведущий инженер лаборатории микромеханики структурно-неоднородных сред Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, e-mail: shadrin@icmm.ru).

 

Список литературы:

1. Fengge G. Clay/polymer composites: the story // Materials Today. – 2004. – No. 11. – P. 50–55.

2. Multiscale micromechanical modeling of polymer/clay nano-composites and the effective clay particle / N. Sheng, M.C. Boyce, D.M. Parks, G.C. Rutledge [et al.] // Polymer. – 2004. – Vol. 45. – P. 487–506.

3. Нанокомпозитные полимерные материалы на основе органо­глин / А.К. Микитаев, А.А. Каладжян, О.Б. Леднев, М.А. Микитаев // Исследовано в России: электронный журнал. – URL: http://zhurnal.ape. relarn.ru/articles/2004/083.pdf – 2004a.

4. Нанокомпозитные материалы на основе органоглин с повышенной огнестойкостью / А.К. Микитаев, А.А. Каладжян, О.Б. Леднев, М.А. Микитаев [et al.] // Исследовано в России: электронный журнал. – URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/129.pdf – 2004b.

5. Supercritical Carbon Dioxide-Processed Dispersed Polystyrene-Clay Nanocomposites / M. Manitiu, R.J. Bellair, S. Horsch, E. Gulari [et al.] // Macromolecules. – 2008. – Vol. 41 (21). – P. 8038–8046.

6. Чвалун С.Н. Полимерные нанокомпозиты // Природа. – 2000. – № 7. – С. 22–30.

7. Shepherd P.D., Golemba F.J., Maine F.W. Clay layers // Adv. Chem. Ser. – 1974. – Vol. 41. – P. 134–141.

8. Олейник Э.Ф. Пластичность частично кристаллических гибкоцепных полимеров на микро- и мезоуровнях // Высокомолекулярные соединения. – 2003. – Т. 45, № 10. – С. 1–129.

9. Головин Ю.И. Введение в нанотехнологию. – М.: Машиностроение, 2003. – 112 с.

10. Giessib F.J. AFM’s path to atomic resolution // Materials Today. – 2005. – Vol. 8, no. 5. – P. 32–41.

11. Schuh C.A. Nanoindentation studies of materials // Materials Today. – 2006. – Vol. 9, no. 5. – P. 32–40.

12. Bhushan B. Nanotribology and nanomechanics. – Springer, 2005. – 1148 p.

13. Fischer-Cripps A.C. Nanoindentation. – Springer, 2002. – 217 p.

14. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. – Н. Новгород: Изд-во Ин-та физики микроструктур РАН, 2004. – 115 с.

15. Oliver W.C. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // J. Mater. Sci. – 1992. – Vol. 7, no. 6. – P. 1564–1583.

Аннотация:

Работа посвящена анализу методических вопросов механических испытаний нитей и тканей, которые являются армирующими элементами при создании композиционных материалов. Представлены методики проведения статических испытаний на растяжение кремнеземной ткани КТ-11-ТОА и стеклянных нитей с определением механических свойств. На образцах ткани определено значение максимальной разрушающей нагрузки, проведен статистический анализ, посчитан коэффициент вариации, построены диаграммы деформирования. На образцах стеклянных нитей получены значения максимальной нагрузки, максимальной удельной нагрузки, упругого модуля и относительного удлинения при разрыве. Построены диаграммы деформирования, проведена статистическая обработка по 60 образцам и получены средние значения механических характеристик и коэффициенты вариации. Испытания проводились на универсальной электромеханической испытательной системе Instron 5965 с использованием бесконтактного видеоэкстензометра AVE.

Ключевые слова: испытание на растяжение, экспериментальная механика, армирующий элемент, стеклянная нить, кремнеземная ткань.

Сведения об авторах:

Лобанов Дмитрий Сергеевич (Пермь, Россия) – аспирант, младший научный сотрудник, инженер Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.lobanov@gmail.com).

Темерова Мария Сергеевна (Пермь, Россия) – студентка кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.teme­ro­va@gmail.com).

Список литературы:

1. Тарнопольский Ю.М., Жигун И.Г., Поляков В.А. Пространственно-армированные композиционные материалы: справочник. – М.: Машиностроение, 1987. – 224 с.

2. Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. – М.: Химия, 1981. – 272 с.

3. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: Физматлит, 2012. – 204 с.

4. Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований: учеб. пособие / В.Э. Вильдеман [и др.]; под ред. В.Э. Вильдемана. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 165 с.

5. Бабушкин А.В., Вильдеман В.Э., Лобанов Д.С. Испытание на растяжение однонаправленного высоконаполненного стеклопластика при нормальных и повышенных температурах // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2010. – № 7. – С. 57–59

6. Лобанов Д.С., Бабушкин А.В. Методика испытаний на одноосное растяжение однонаправленных композиционных материалов при пониженных температурах // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Механика. – 2012. – № 4. – С. 33–41.

7. Экспериментальные исследования деформационных и прочностных свойств наномодифицированных стеклотекстолитов / В.Э. Вильдеман, А.В. Бабушкин, С.М. Никулин, М.П. Третьяков [и др.] // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2012. – Т. 78, № 7. – С. 57–61.

8. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Учет жесткости нагружающей системы при испытаниях полунатурных образцов крупноячеистого композиционного материала // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Механика. – 2012. – № 2. – С. 34–49.

9. Экспериментальное исследование механических свойств современных хирургических рассасывающихся шовных материалов / А.Е. Фе­доров, В.А. Самарцев, В.А. Гаврилов, В.Э. Вильдеман [и др.] // Российский журнал биомеханики. – Т. 13, № 4 (46). – 2009. – С. 78–84.

Аннотация:

В статье исследуется поведение образцов горных пород, испытанных при неравномерном трехосном сжатии по схеме Кармана. Использованы известные экспериментальные данные А.Н. Ставрогина для некоторых горных пород. Как показано в [1, 2], эти материалы в исходном состоянии обладали упругой ортотропной симметрией. Пределы упругости при произвольных напряженных состояниях определены через предел упругости при одноосном сжатии на основе синтеза критерия Кулона-Мора и концепции скольжения в трактовке М.Я. Леонова. Учтен также вывод [3]: начиная с напряженного состояния, когда среднее главное напряжение достигает значения максимального касательного напряжения, и при более высоких давлениях, горные породы ведут себя как пластичные материалы. При этом наблюдаемое при меньших давлениях разрыхление материала исчезает, а критерий Кулона-Мора переходит в критерий Треска. Эти условия отображены при определении пределов прочности и теоретическом установлении угла среза при разрушении образцов. Построены соответствующие огибающие кругов Мора.

Ключевые слова: горные породы, пластичность, предел упругости, предел прочности, изотропный материал, ортотропный материал.

Сведения об авторах:

Рычков Борис Александрович (Бишкек, Кыргызстан) – доктор физико-математи­чес­ких наук, профессор, профессор кафедры механики Кыргызско-Рос­сийского Славянского университета (720000, г. Бишкек, ул. Киевская, 44, e-mail: rychkovba@mail.ru).

Комарцов Никита Михайлович (Бишкек, Кыргызстан) – кандидат физико-математи­ческих наук, доцент кафедры математики Кыргызско-Рос­сийского Славянского университета (720000, г. Бишкек, ул. Киевская, 44, e-mail: komartsovnm@mail.ru).

Лужанская Татьяна Александровна (Бишкек, Кыргызстан) – аспирант кафедры механики Кыргызско-Российского Славянского университета (720000, г. Бишкек, ул. Киевская, 44, e-mail: tatianaluzhan­skaya@gmail.com).

Список литературы:

1. Рычков Б.А. О деформационном упрочнении горных пород // Изв. РАН МТТ. – 1999. – № 2.

2. Рычков Б.А. Условие текучести, дилатансия и разрушение горных пород // Физ.-техн. пробл. прочности разраб. полезн. ископ. – 2001. – № 1.

3. Тарасов Б.Г. Закономерности деформирования и разрушения горных пород при высоких давлениях: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – СПб., 1991.

4. Мор О. Чем обусловлены предел упругости и временное сопротивление материалов. – СПб.: Образование, 1915. – 75 с.

5. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. – М.: Недра, 1979.

6. Рычков Б.А., Кондратьева Е.И., Маматов Ж.Ы. Дилатансия геоматериалов с учетом разупрочнения // Вестник Самар. гос. ун-та. – 2004. – Спец. вып.

7. Погорелов А.В. Дифференциальная геометрия. – М.: Наука, 1974.

8. Рычков Б.А. О пределах упругости и прочности горных пород // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций: тез. докл. II Всерос. конф., Новосибирск, 10–14 окт. 2007. – Новосибирск, 2007.

9. О теоретическом и экспериментальном построении огибающей предельных кругов Мора / В.М. Жигалкин [и др.] // Физ.-техн. пробл. прочности разраб. полезн. ископ. – 2010. – № 6. – С. 25–36.

10. Комарцов Н.М., Рычков Б.А. Деформационное поведение горных пород // Современные проблемы механики сплошной среды: сб. тр. междунар. науч. конф. – Бишкек, 2012.

11. Ставрогин А.Н., Георгиевский В.С. Каталог механических свойств горных пород. – 2-е изд. / Всесоюз. науч.-исслед. маркшейдер. ин-т. – Л., 1972. – 267 с.

Аннотация:

Работа посвящена экспериментальному исследованию циклической долговечности алюминиевого сплава Д16Т в испытаниях на сложное нагружение при растяжении с кручением. Представлены результаты испытаний при осевом циклическом нагружении в условиях наличия постоянной составляющей касательного напряжения. Величина постоянной составляющей касательного напряжения τ по отношению к пределу текучести при кручении τ₀₃, определенному в статических испытаниях, изменялась в диапазоне от 0 до 0,7. Испытания выполнены на двух уровнях амплитуды осевых напряжений (250 МПа и 280 МПа). Получены экспериментальные данные зависимости числа циклов до разрушения при различной величине постоянной составляющей касательного напряжения. Отмечено, что при увеличении амплитуды осевого напряжения влияние постоянной составляющей касательного напряжения снижается.

Ключевые слова: экспериментальная механика, усталостная долговечность, сложное нагружение.

Сведения об авторах:

Сафонов Игорь Вячеславович (Пермь, Россия) – студент кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: egozero@mail.ru).

Третьяков Михаил Павлович (Пермь, Россия) – инженер, младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.tretyakov@gmail.com).

Вильдеман Валерий Эрвинович (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций, директор Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: wildemann@pstu.ru).

Список литературы:

1. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман, М.П. Тре­тьяков, Т.В. Третьякова, Р.В. Бульбович [и др.] / под ред В.Э. Вильдемана. – М.: Физматлит, 2012. – 204 с.

2. Исследование закономерностей упругопластического деформирования стали 15Х2ГМФ при сложном напряженном состоянии / Н.Н. Вассерман, В.Э. Вильдеман, А.А. Крюков, М.П. Третьяков // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Механика. – 2010. – № 2. – С. 34–47.

3. Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Деформационное разупрочнение материалов в условиях плоского напряженного состояния // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Механика. – 2012. – № 2. – С. 190–203.

4. Вильдеман В.Э., Третьяков М.П. Испытания материалов с построением полных диаграмм деформирования // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2013. – № 2. – С. 93–101.

5. Аннин Б.Д., Жигалкин В.М. Поведение материалов в условиях сложного нагружения. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. – 342 с.

6. Гигиняк Ф.Ф., Тимофеев Б.Т. Малоцикловая усталость и циклическая ползучесть сталей перлитного и аустенитного классов и их сварных соединений при сложном напряженном состоянии // Вопросы материаловедения. – 2007. – № 3(51). – С. 272–285.

 

7. Петухов А.Н. Вопросы многоцикловой усталости для материалов и деталей современных ГТД // Вестник Самар. гос. аэрокосм. ун-та. – 2009. – № 3(19). – С. 172–177.

8. Радон Дж. Зависимость роста трещин от частоты при усталости в условиях циклического нагружения с постоянной и случайной амплитудой // Физическая механика. – 2000. – № 3(2). – С. 81–88.

9. Jianyu Zhang, Xinhong Shi, Binjun Fei. High cycle fatigue and fracture mode analysis of 2AT2-T4 aluminum alloy under out-of-phase axial-torsion constant amplitude loading // International journal of fatigue. – 2012. – Vol. 38. – P. 144–154. 

Аннотация:

Сведения об авторах:

Семенов Никита Владимирович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры вычислительной математики и механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: nikita@studio-gd.ru).

Труфанов Александр Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, директор Областного центра новых информационных технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail:ant@pstu.ru).

Труфанов Николай Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой вычислительной математики и механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail:nat@pstu.ru).

Список литературы:

1. Гроднев И.И., Ларин Ю.Т., Теумин И.И. Оптические кабели: конструкции, характеристики, производство и применение. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 264 с.

2. Волоконно-оптические датчики: пер. с япон. / Т. Окоси, К. Окамото, М. Оцу, Х. Нисихара, К. Каюма, К. Хататэ; под ред. Т. Окоси. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.

3. Shelby J.E. Introduction to glass science and technology. – Second Edition // The Royal Society of Chemistry. – Cambridge, 2005. – 291 p.

4. Бурков В.Д., Иванов Г.А. Физико-технологические основы волоконно-опти­ческой техники: учеб. пособие / Моск. гос. ун-т леса. – М., 2007. – 222 с.

5. Сметанников О.Ю., Труфанов Н.А. Технологические и остаточные напряжения в неоднородном стеклующемся цилиндрическом стержне // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2009. – № 2. – С. 126–140.

6. Trufanov A.N., Smetannikov O.Yu., Trufanov N.A. Numerical analysis of residual stresses in preform of stress applying part for PANDA-type polarization maintaining optical fibers // Optical Fiber Technology. – 2010. – Vol. 16, no. 3. – P. 156–161.

7. Stress birefringence analysis of polarization maintaining optical fibers / R. Guan, F. Zhu [et al.] // Optical Fiber Technology. – 2005. – No. 11. – P. 240–254.

8. Prabhugoud M., Peters K. Finite element analysis of multi-axis strain sensitivities of bragg gratings in PM fibers // Journal of intelligent material systems and structures. – 2007. – No. 18. – P. 861–873.

9. Труфанов Н.А., Сметанников О.Ю., Труфанов А.Н. Модели формирования полей технологических и остаточных напряжений в условиях релаксационного перехода (стеклования) // Вестник Нижегород. ун-та им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4, ч. 5. – С. 2534–2536.

10. Сметанников О.Ю., Труфанов Н.А. Численный анализ технологических и остаточных напряжений в стеклующихся телах // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1, № 1. – С. 92–108.

Аннотация:

Предложен метод экспериментального исследования диссипативных и прочностных свойств полиуретана. Отработана методика проведения эксперимента при различных температурах в условиях динамического циклического сжатия, проведены испытания по определению упругих и вязкостных механических характеристик полиуретановых втулок, изготовленных из разных химических основ.

Представлены результаты исследований полиуретановых втулок, произведенных на основе различных изоцианатов: толуолдиизоцианата 80, 4.4'-дифенилметандиизоцианата и 1.5-нафти­лен­ди­изоционата. Автором получены значения вязкоупругих и прочностных характеристик различных типов полиуретана при нормальной и пониженной температурах. Выполнен сравнительный анализ механического поведения различных полиуретанов в зависимости от изменения температуры.

При анализе механического поведения полиуретановых втулок построены температурные диаграммы предела прочности, динамического модуля упругости, коэффициента потерь и дана характеристика изменения прочностных, деформационных и диссипативных свойств с понижением температуры эксплуатации.

Ключевые слова: механические испытания, полиуретан, модуль упругости, модуль вязкости, динамический механический анализ, температурные зависимости.

Сведения об авторах:

Словиков Станислав Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.pstu@citydom.ru).

Список литературы:

1. Словиков С.В. Методика исследования зависимости механических свойств полиуретановах изделий от температуры // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Механика. – 2012. – № 2. – С. 177–189.

2. Влияние динамических нагрузок на полимерные армированные трубы / А.Ф. Сальников, С.В. Словиков, А.Н. Аношкин, В.Э. Вильдеман // Газовая промышленность. – 2010. – № 6. – С. 38–40.

3. Зуйко В.Ю., Лобанов Д.С., Аношкин А.Н. Методики определения предела прочности полунатурных образцов-панелей из композиционных материалов при статических испытаниях на растяжение, сжатие и сдвиг // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Механика. – 2012. – № 2. – С. 99–111.

4. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / Вильдеман В.Э., Третьяков М.П., Третьякова Т.В., Бульбович Р.В. [и др.]; под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: Физматлит, 2012. – 204 с.

5. Словиков С.В., Бульбович Р.В. Экспериментальное исследование динамических механических свойств вязкоупругих материалов // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Механика. – 2010. – № 2. – С. 104–112.

Аннотация:

Исследовалось поведение образцов в режиме, близком к чистому сдвигу при динамическом нагружении на стержне Гопкисона – Кольского. Для этого были разработаны образцы специальной формы и оснастка, обеспечивающие реализацию плоского деформированное состояния. В режиме реального времени боковая поверхность образцов исследовалась с помощью высокоскоростной инфракрасной камеры CEDIP Silver 450M (чувствительность не менее 25 мK при 300 K, спектральный диапазон 3–5 мкм, максимальный размер кадра 320´240 точек). Полученное распределение температурного поля в различные моменты времени позволило судить о развитии процесса локализации пластической деформации. Проведено изучение пробивания преграды в виде формирования и выноса пробки с использованием высокоскоростной инфракрасной камеры и системы измерения скорости VISAR. На оригинальной баллистической установке по изучению пробивания были исследованы образцы, для которых были реализованы различные режимы импульсного нагружения, сопровождающиеся неустойчивостью пластического течения и выносом пробки. Сохраненные после эксперимента образцы подвергались микроструктурному анализу с помощью оптического интерферометра-профилометра и сканирующего электронного микроскопа с последующей обработкой 3D-данных деформационного рельефа, что позволило получить оценку распределений градиентов пластической деформации в различные моменты времени при формировании и выносе пробки. В областях локализации деформации субзерна вытягиваются в полосы и фрагментируются, образуя ультрамикрокристаллическую структуру с размером зерен ~300 нм. За счет ротационных мод деформации возникают высокоугловые разориентировки зерен. Проведено численное моделирование появления областей неустойчивости пластического сдвига. Для этого использовалась ранее разработанная теория, в которой методами статистической физики и термодинамики необратимых процессов изучается влияние микросдвигов на деформационные свойства материалов.

Ключевые слова: неусточивость и локализация пластической деформации, динамическое нагружение, неравновесные переходы, микросдвиги.

Сведения об авторах:

Соковиков Михаил Альбертович (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент, научный сотрудник лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mail: sokovi­kov@icmm.ru).

Чудинов Василий Валерьевич (Пермь, Россия) – инженер лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mail: chudinov@icmm.ru).

Уваров Сергей Витальевич (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mail: usv@icmm.ru).

Плехов Олег Анатольевич (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mail: poa@icmm.ru).

Ляпунова Елена Аркадьевна (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, инженер лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mail: lyapunova@icmm.ru).

Петрова Анастасия Николаевна (Екатеринбург, Россия) – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики металлов Уральского отделения Российской академии наук (620041, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18,
e-mail: petrovanastya@yahoo.com).

Баяндин Юрий Витальевич (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук, (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mial: buv@icmm.ru).

Наймарк Олег Борисович (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией физических основ прочности Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук, (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, ИМСС УрО РАН, e-mail: naimark@icmm).

Бродова Ирина Григорьевна (Екатеринбург, Россия) – доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник Инсти­тута физики металлов Уральского отделения Российской академии наук (620041, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18, e-mail: bro­dova@imp.uran.ru).

Список литературы:

1. Meyer L.W., Staskewitsch E., Burblies A. Adiabatic shear failure under biaxial dynamic compression/shear loading // Mechanics of Materials. – 1994. – No. 17. – P. 175–193.

2. Burns T.J. Does a shear band result from a thermal explosion? // Mechanics of Materials. – 1994. – No. 17. – P. 261–272.

3. Nemat-Nasser S., Li Y.-F., Isaacs J.B. Experimental computational evolution of flow stress at high strain rates with application to adiabatic shear banding // Mechanics of Materials. – 1994. – No. 17. – P. 111–134.

4. Meyers M.A., Subhash G., Kad B.K., Prasad L. Evolution of microstructure and shear-band formation in α-hcp titanium // Mechanics of Material. – 1994. – No. 17. – P. 175–193.

5. Frassengeas C., Molinari A. Instability and localization of plastic flow in shear at high strain rates // J. Mech. Phys. Solids. – 1987. – Vol. 35, no. 2. – P. 185–211.

6. Frassengeas C., Molinari A. The time development of eulerian/la­gran­gian perturbatuions to simple shear and its applications to shear banding // J. Mech. Phys. Solids. – 1992. – Vol. 40, no. 8. – P. 1735–1756.

7. Gilman J.J. Micromechanics of shear banding // Mechanics of Materials. – 1994. – No. 17. – P. 83–96.

8. Mgbokwere C.O., Nutt S.R., Duffy J. Shear band formation in 4340 steel: A TEM study // Mechanics of Materials. – 1994. – No. 17. – P. 97–100.

9. Yilong Bai, Qing Xue, Letian Shen. Characteristics and microstructure in the evolution of shear localization in Ti-6Al-4V alloy // Mechanics of Materials. – 1994. – No. 17. – P. 155–164.

10. Grady D.E. Dynamic of adiabatic shear // Journal de Physique IV, Colloque C3, suppl. au Journal de Physique III. – 1991. – Vol. 1, october. – P. 653–660.

11. Коффи К.С., Армстронг Р.В. Образование областей перегрева при ударном нагружении // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. – М.: Металлургия, 1984 – С. 67–89.

12. Роджерс Х.К., Шастри Н.В. Структурные изменения в сталях при адиабатическом сдвиге // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. – М.: Металлургия, 1984. – С. 301–309.

13. Локализация пластической деформации при скоростном ударном деформировании алюминия и сплава АМ6 / В.В. Астанин, Г.Н. Надеждин, Ю.Н. Петров [и др.] // Проблемы прочности. – 1987. – № 3. – C. 81–86.

14. Колупаева С.Н., Старенченко В.А., Попов Л.Е. Неустойчивости пластического течения в кристаллах. – Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1994. – 301 c.

15. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. – Новосибирск: Наука, 1985. – 229 с.

16. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / В.Е. Панин, Ю.В.Гриняев, В.И. Данилов [и др.]. – Новосибирск: Наука, 1990. – 225 с.

17. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: в 2 т. / под ред. В.Е. Панина. – Новосибирск: Наука, 1995. – 297 с.

18. Naimark O.B. Kinetic transition in ensembles of microcracks and some nonlinear aspects of fracture // Proceedings IUTAM Symposium on nonlinear analysis of fracture. Cambridge, United Kingdom, September 3–7, 1995, Kluver Academic Publishers, Dordrecht, 1996, J.R. Willis Eds. – P. 285–298.

19. Наймарк О.Б. Коллективные свойства ансамблей дефектов и некоторые нелинейные проблемы пластичности и разрушения // Физическая мезомеханика. – 2004. – Т. 6. – C. 45–72.

20. Jonas G.H., Zukas J.A. Mechanics of penetration: analysis and experiments // Int. J. Eng. Sci. – 1978. – No. 11. – P. 879–900.

21. Соковиков М.А. Неустойчивость пластического сдвига при ударном нагружении как результат кинетических переходов в системе микросдвигов // Вычислительная механика: сб. науч. тр. – Пермь, 2003. – № 1. – С. 87–94.

22. Соковиков М.А. Численное исследование неустойчивости пластического сдвига при динамическом нагружении // Математическое моделирование систем и процессов: сб. науч. тр. – 2004. – № 12. – С. 82–88.

23. Соковиков М.А. Численное моделирование неустойчивости пластического сдвига в плоской волне сжатия // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Прикладная математика и механика: сб. науч. тр. – Пермь, 2004. – № 1. – С. 28–36.

24. Соковиков М.А. Автомодельность неустойчивости пластического сдвига при ударном нагружении как результат кинетических переходов в системе микросдвигов // Физическая мезомеханика. – 2004. – Т. 7. – Спец. вып. – Ч. 1. – С. 332–335.

25. Соковиков М.А. Численное исследование неустойчивости пластического сдвига при высокоскоростном ударе // Деформация и разрушение материалов. – 2005. № 7. – С. 13–17.

Аннотация:

Проведено экспериментальное исследование потерь напора при движении жидкой среды в трубе, содержащей несколько местных гидравлических сопротивлений. Местные гидравлические сопротивления представляли собой угольник, внезапное расширение, внезапное сужение, муфту и внезапный поворот. Экспериментальная установка также включала в себя пьезометры, ротаметр, напорный и сливной баки, насос, биметаллический термометр и систему вентилей. Взаимное расположение элементов представлено на гидравлической схеме экспериментальной установки. В качестве жидкой среды использована вода. Спроектирована физическая и объемная геометрическая модель движения жидкости. Выбрана тетраэдральная модель построения объемной сетки. Выбор физических параметров соответствовал турбулентному режиму течения, постоянной плотности, стационарному режиму течения с заданным потоком массы на входном сечении трубопровода. Для численного исследования использован метод контрольных объемов аппроксимации уравнений Навье-Стокса. Моделирование сделано в программном комплексе STAR-CCM+. Найдены поля распределения давлений и скорости движущейся жидкой среды. Установлена возможность точного определения коэффициентов местных гидравлических сопротивлений для тел сложной геометрической формы.

Ключевые слова: моделирование по методу контрольных объемов, STAR-CCM+, объемное течение, гидравлические сопротивления.

Сведения об авторах:

Сьянов Сергей Леонидович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной математики и механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: vmm@pstu.ru).

Список литературы:

1. Prasuhn A.L. Fundamentals of Hydraulic Engineering. – New York: Holt, Rinehart, and Winston, 1987. – 215 p.

2. Chanson H. Hydraulic Engineering in the 21st Century: Where to? // Journal of Hydraulic Research. – 2007. – Vol. 45, no. 3. – P. 291–301.

3. Cassidy J.J., Chaudhry M.H., Roberson J.A. Hydraulic Engineering. – John Wiley & Sons, 1998. – 672 p.

4. Finnemore J.E., Franzini J.B. Fluid Mechanics with Engineering Applications. – Boston: McGraw-Hill, 2009. – 790 p.

5. Welty J.R. Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer. – Chichester: Wiley, 2008. – 711 p.

6. Geankoplis C.J. Transport Processes and Separation Process Principles // Upper Saddle River. – NJ: Prentice Hall, 2009. – 1026 p.

7. Manning F.S., Thompson R.E. Oilfield Processing of Petroleum. Vol. 1. Natural Gas, PennWell Books, 1991. – 420 p.

8. De Nevers N. Fluid Mechanics. – Addison-Wesley Pub. Co, 1970. – 514 p.

9. Voller V.R. Basic Control Volume Finite Element Methods for Fluids and Solids. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, 2009. – 185 p.

10. Botte G.G., Ritter J.A., White R.E. Comparison of finite difference and control volume methods for solving differential equations // Computers and Chemical Engineering. – 2000. – Vol. 24. – P. 2633–2654.

11. Patankar S. Numerical heat transfer and fluid flow. – New York: Hemisphere Publishing, 1980. – 197 p.

Аннотация:

Рассмотрено получение экспериментальных данных (совокупность значений компонент тензора деформаций, соответствующих напряженно-деформированному состоянию в точке максимальной концентрации деформаций для пластин с проточкой различной ориентации), необходимых для построения критериев прочности, с помощью бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы и метода корреляции цифровых изображений, экспериментальное исследование предельного напряженно-деформированного состояния квазихрупкого материала, а именно оргстекла, предшествующего разрушению.

Исследована эволюция неоднородных полей деформаций в телах с концентраторами, проведен анализ конфигурации неоднородных полей деформаций в образцах с концентраторами. В работе автором осуществлена регистрация продольной и поперечной деформации с использованием дополнительного модуля программного обеспечения видеосистемы «виртуальный экстензометр», отражены основные преимущества «виртуального экстензометра».

Показана высокая эффективность применения цифровой оптической системы для изучения напряженно-деформированного состояния квазихрупкого материала, математический аппарат данной системы основан на методе корреляции цифровых изображений.

Ключевые слова: экспериментальная механика, метод корреляции цифровых изображений, концентрация напряжений, критерий прочности,  напряженно-деформированное состояние, органическое стекло.

 

Сведения об авторах:

Третьякова Татьяна Викторовна (Пермь, Россия) – инженер, младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.tretyakova@gmail.com.).

Спаскова Елена Михайловна (Пермь, Россия) – студентка кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.spaskova.@mail.ru). 

Список литературы:

1. Кургузов В.Д., Демешкин А.Г., Корнев В.М., Зарождение трещин в окрестности концентраторов напряжений в квазихрупких материалах // Тез. IV Рос. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 26–28 мая 2009 г. – Екатеринбург, 2009. – С. 94.

2. Кобаяси А. Экспериментальная механика. Кн. 1. – М.: Мир, 1990. – 616 c.

3. Колосов Г.В. Применение комплексной переменной к теории упругости.– М.: ОНТИ, 1935. – 227 с.

4. Лурье А.И. Концентрации напряжений в области отверстия на поверхности кругового цилиндра // ПММ. – 1946. – Т. 10. – № 3. – С. 397–406.

5. Бухаринов Г.Н. Пластинка, ослабленная круговыми отверстиями // Материалы конференции по оптическому методу изучения напряжений. – М.: ОНТИ, 1937. – С. 114–122.

6. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. – М.: Наука, 1966. – 1016 c.

7. Нейбер Г. Концентрации напряжений. – М.; Л.: ОГИЗ, 1968. – 888 c.

8. Савин Г.Н. Распределения напряжений около отверстий. – Киев: Наук. думка, 1968. – 891 c.

9. Фильштинский Л.А. Напряжения и смещения в упругой плоскости, ослабленной двоякопериодической системой отверстий // ПММ. – 1964. – № 3. – С. 430–441.

10. Koiter W.T. Stress istribution in an in finits elastic sheet with a double-periodic set of equal holes. Boundary problems of different equation. – Madison: Univ. Wisconsin Press, 1940. – Р. 191–213.

11. Вильдеман В.Э., Санникова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. – № 5. – С. 106–111.

12. Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Механика. – 2011. – № 2. – С. 92–100.

13. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Методика экспериментального исследования закритического деформирования на образцах специальной усложненной конфигурации с применением метода корреляции цифровых изображений // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Механика. – 2011. – № 4. – С. 15–28.

14. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Учет жесткости нагружающей системы при испытаниях полунатурных образцов крупноячеистого композиционного материала // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. Механика. – 2012. – № 2. – С. 34–49.

15. Третьякова Т.В., Вильдеман В.Э. Экспериментальное исследование механизмов развития трещин при сложных режимах нагружения методом корреляции цифровых изображений // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2012. – Т. 78, № 6. – С. 54–58.

16. Tretiakova T.V., Vildeman V.E. Relay-race deformation mechanism during uniaxial tension of cylindrical samples of carbon steel: using digital image correlation technique // Fracture and Structural Integrity. – 2013. – No. 24. – P. 1–6. Doi: 10.3221/IGF-ESIS.24.01.