Представительный объем и эффективные термоупругие материальные параметры композиций с периодической структурой | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 83. DOI: 10.17223/19988621/83/10

Представительный объем и эффективные термоупругие материальные параметры композиций с периодической структурой

Предлагается основанный на методе «от противного» итерационный алгоритм построения представительного объема композита периодической структуры и его эффективных материальных термоупругих характеристик. Сформулированы сущностные признаки представительного объема. Для конкретной периодической структуры определены представительный объем и его эффективные параметры. Показано, что фрагмент композита в объеме периодической ячейки не обладает необходимыми характерными признаками представительного объема.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 3

Ключевые слова

композит, представительный объем, эффективные материальные характеристики, периодическая ячейка

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Ландик Лидия Владимировна	Пермский государственный национальный исследовательский университет	инженер кафедры вычислительной и экспериментальной механики	LidiaLandik@gmail.com
Пестренин Валерий Михайлович	Пермский государственный национальный исследовательский университет	кандидат физико-математических наук, доцент кафедры вычислительной и экспериментальной механики	PestreninVM@mail.ru
Пестренина Ирина Владимировна	Пермский государственный национальный исследовательский университет	кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной и экспериментальной механики	IPestrenina@gmail.com

Всего: 3

Ссылки

Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1984. 335 с.

Бахвалов Н.С., Панасенко Г.П. Осреднение процессов в периодических средах. Матема тические задачи механики композиционных материалов. М.: Наука, 1984. 356 с.

Димитриенко Ю.И., Соколов А.П. Разработка автоматизированной технологии вычис ления эффективных упругих характеристик композитов методом асимптотического осреднения // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2008. № 2 (29). С. 56-67.

Димитриенко Ю.И., Соколов А.П. Многомасштабное моделирование упругих компози ционных материалов // Математическое моделирование. 2012. Т. 24, № 5. С. 3-20.

Димитриенко Ю.И., Губарева Е.А., Сборщиков С.В. Асимптотическая теория конструктивно-ортотропных пластин с двухпериодической структурой // Математическое моделирование и численные методы. 2014. № 1. С. 36-56.

Димитриенко Ю.И., Губарева Е.А., Сборщиков С.В. Численное моделирование теплово го расширения композиционных материалов на основе метода асимптотического осреднения // Инженерный журнал: наука и инновации. 2015. № 12 (48). С. 1-16.

Avellaneda R., Rodnguez-Aleman S., Otero J.A. Semi-Analytical Method for Computing Effective Thermoelastic Properties in Fiber-Reinforced Composite Materials // Appl. Sci. Materials Science and Engineering. 2021. V. 11 (12). Art. 5354.

Qiang Ma, Jun Zhi Cui. Second-Order Two-Scale Analysis Method for the Quasi-Periodic Structure of Composite Materials under Condition of Coupled Thermo-Elasticity //Advanced Materials Research. 2012. V. 629. P. 160-164.

Димитриенко Ю.И., Губарева Е.А., Сборщиков С.В. Конечно-элементное моделирова ние эффективных вязкоупругих свойств однонаправленных композиционных материалов // Математическое моделирование и численные методы. 2014. № 2 (2). С. 28-48.

Димитриенко Ю.И., Юрин Ю.В., Сборщиков С.В., Яхновский А.Д., Баймурзин Р.Р. Моделирование эффективных ядер релаксации и ползучести вязкоупругих композитов методом асимптотического осреднения // Математическое моделирование и численные методы 2020. № 3 (27). С. 22-46.

Димитриенко Ю.И., Губарева Е.А., Сборщиков С.В., Федонюк Н.Н. Моделирование вязкоупругих характеристик слоисто-волокнистых полимерных композиционных материалов // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 11. С. 748-770.

Димитриенко Ю.И., Кашкаров А.И., Макашов А.А. Конечно-элементный расчет эффективных упругопластических характеристик композитов на основе метода асимптотического осреднения // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2007. № 1 (24). С. 26-46.

Власов А.Н., Волков-Богородский Д.Б. Параметрическое усреднение уравнений нелинейной теории упругости и деформационной теории пластичности // Механика композиционных материалов и конструкций сложных и гетерогенных сред: сб. трудов 6-й Всерос. науч. конф. с междунар. участием им. И.Ф. Образцова и Ю.Г. Яновского, 16-18 ноября 2016 г. М.: ИПРИМ РАН, 2016. С. 77-84.

Димитриенко Ю.И. Моделирование нелинейно-упругих характеристик композитов с конечными деформациями методом асимптотического осреднения // Известия вузов. Машиностроение. 2015. № 11 (668). С. 68-77.

Anoshkin A.N, Pisarev P.V., Ermakov D.A. et al. Forecasting effective elastic properties of spatially reinforced composite materials applying the local approximation method // AIP Conference Proceedings. 2020. V. 2216. Art. 020008.

Куимова Е.В., Труфанов Н.А. Численное прогнозирование термовязкоупругих характеристик однонаправленного волокнистого композита с вязкоупругими компонентами // Вестник Самарского государственного университета. Естественнонаучная серия. 2009. № 4 (70). С. 129-148.

Yankovskii A.P. A heuristic approach to the determination of the effective thermal conductivity coefficients of biperiodic composite media //j. of Engineering Physics and Thermophysics. 2016. V. 89 (6) P. 1574-1581.

Безмельницын А.В., Сапожников С.Б. Многомасштабное моделирование и анализ механизма возникновения технологических межслойных напряжений в толстостенных кольцах из стеклопластика // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2017. № 2. С. 5-22. 10.15593/perm. mech/2017.2.01.

Chen Z., Yang F., Meguid S.A. Multi-level modeling of woven glass/epoxy composite for multilayer printed circuit board applications // International Journal of Solids and Structures. 2014. V. 51 (21-22). P. 3679-3688.

McWilliams B., Dibelka J., Yen C.F. Multi scale modeling and characterization of in elastic deformation mechanisms in continuous fiber and 2D woven fabric reinforced metal matrix composites // Materials Science & Engineering A. 2014. V. 618. P. 142-152.

Hallal A., Younes R., Fardoun F. Review and comparative study of analytical modeling for the elastic properties of textile composites // Composites Part B: Engineering. 2013. V. 50. P. 22-31.

Kormanikova E., Kotrasova K. Micro-macro modelling of laminated composite rectangular reservoir // Composite Structures. 2022. V. 279. Art. 114701. 10.1016/j.compstruct. 2021.114701.

Pestrenin V.M., Pestrenina I.V., Landik L.V. Characteristics of Compositions of Unidirectional Short Boron Fibers and Metal Matrices // Mech Compos Mater. 2020. V. 55. P. 1-14.

Sheshenin S.V., Artamonova N.B., Kiselev F.B., Semenov D.M., Volkov L.S., Ming-Hui Fu. Asymptotic Homogenization of Materials with Artificial Periodic Structures // AIP Conference Proceedings. 2020. V. 2216 (1). P. 070005-1-070005-8.

Heide-Jørgensen S., Budzik M.K., Ibsen C.H. Three-dimensional, multiscale homogenization for hybrid woven composites with fiber-matrix debonding // Composites Science and Technology. 2022. V. 218 (8). Art. 109204.

Schneider M., Josien M., Otto F. Representative volume elements for matrix-inclusion composites - a computational study on the effects of an improper treatment of particles intersecting the boundary and the benefits of periodizing the ensemble // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2022. V. 158. Art. 104652.

Song N., Jackson M., Wu Sh., Souza F. Micromechanical Analysis of Mechanical Response for Unidirectional Fiber-Reinforced Plies // Thematic section: 5th International Congress on 3D materials science.Integrating Materials and Manufacturing Innovation. 2021. V. 10. Р. 542-550.

Elmasry A., Azoti W., Elmarakbi M., Elmarakbi A.Interaction modelling of the thermomechanical behaviour of spatially-oriented graphene platelets (GPLs) reinforced polymer matrix // International Journal of Solids and Structures. 2021. V. 232 (December). Art. 111183. 10.1016/j.ij solstr.2021.111183.

Chen Q., Zhao F., Jia J., Zhu Ch., Bai Sh., Ye Y. Multiscale simulation of elastic response and residual stress for ceramic particle reinforced composites // Ceramics International. 2022. V. 48, is. 2. P. 2431-2440.

Hill R. Elastic properties of reinforced solids: Some theoretical principles //j. Mech. Phys. Solids. 1963. V. 11 (5). Р. 357-372.

Kanit T., Forest S., Galliet I., Mounoury V., Jeulin D. Determination of the size of the representative volume element for random composites: statistical and numerical approach // Int. J. Solids Struct. 2003. V. 40 (13-14). Р. 3647-3679.

Drugan W.J., Willis J.R. A micromechanics-based nonlocal constitutive equations and estimates of representative volume element size for elastic composites //j. Mech. Phys. Solids. 1996. V. 44. Р. 497-524.