ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРНОГО РАЗРЫВА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, АРМИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ
Автор: Виталий Андреевич Кобзев
Соавторы: Н.Г. Чеченин, К.А. Букунов, Е.А. Воробьева, А.В. Макунин
Организация: Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Одной из актуальных задач механики является создание материалов, устойчивых к воздействию скоростных частиц. В настоящее время наиболее перспективными конструкционными материалами являются композиты, сочетающие в себе свойства различных компонентов и эффективно противостоящие ударным нагрузкам.
Нанокомпозиты – новый тип материалов, отличающийся от обычных композиционных материалов размером упрочняющей фазы. Нанокомпозиты способны реализовать высокий уровень как специальных свойств материалов, (электропроводность, магнитная проницаемость, теплопроводность) так и механических свойств (прочность, ударная вязкость, твёрдость). Одними из самых перспективных наполнителей для изготовления нанокомпозитов являются углеродные нанотрубки (УНТ). В работе изучено изменение свойств композитных материалов при введении УНТ в матрицу. Сегодня основным методом разработки новых типов композитных материалов служит эксперимент.
Высокая стоимость материалов и большой объем варьируемых параметров приводят к значительным затратам средств и времени при создании новой конструкции. В связи с этим возрастает потребность в аналитических и численных методах, позволяющих выполнять достоверный анализ динамических процессов, связанных с пробиванием преград со сложной структурой, и прогнозировать поведение всей защитной конструкции. Построение вычислительных моделей позволяет проводить оценку эффективности различных вариантов защитных конструкций при минимальных затратах.
В работе проведено изучение структурных и функциональных свойств композитных материалов, армированных углеродными нанотрубками. Разработана численная модель на основе метода конечно-дискретных элементов реалистично описывающая деформирование и разрушение опытных образцов при ударном воздействии.
