Модель термомеханического поведения фотополимеров с памятью формы в условиях терморелаксационного перехода | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 97. DOI: 10.17223/19988621/97/12

Модель термомеханического поведения фотополимеров с памятью формы в условиях терморелаксационного перехода

Осуществлена экспериментальная идентификация новых феноменологических определяющих соотношений для сшитых полимеров на примере фотополимерных материалов, эксплуатация которых сопровождается терморелаксационными переходами. Представлена физическая модель, включающая гипоупругий элемент, описывающий формирование новых межмолекулярных связей в процессе стеклования, и вязкую составляющую, отвечающую за релаксационные процессы при постоянной температуре. Проведены идентификационные DMA-эксперименты по определению констант модели. Проведен проверочный эксперимент ступенчатого нагружения одноосных образцов при нагреве. В численном эксперименте проиллюстрирован эффект памяти формы.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 16

Ключевые слова

фотополимеры, определяющие соотношения, вязкоупругость, терморелаксационный переход, DMA, TMA, быстрое прототипирование, эффект памяти формы

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Сметанников Олег Юрьевич	Пермский национальный исследовательский политехнический университет	доктор технических наук, профессор кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика»	sou2009@mail.ru
Ильиных Глеб Валентинович	Пермский национальный исследовательский политехнический университет	ведущий инженер кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика»	gleb@ilinyh.ru
Фасхутдинова Юлия Борисовна	Пермский национальный исследовательский политехнический университет	аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика»	fub26@mail.ru

Всего: 3

Ссылки

Эртесян А.Р., Садыков М.И., Нестеров А.М., Арестова А.А. Обзор фотополимерных смол, применяемых в стоматологии // Естественные и технические науки. 2020. № 12. С. 238240. doi: 10.37882/2223-2966.2020.12.42.

Головненко И.В., Финогеев Д.Ю. Применение фотополимерных смол в производстве высокоточных изделий в машиностроительной отрасли // Перспективные материалы и высокоэффективные процессы обработки: сб. материалов Всерос. молодежной конф. Саратов: Саратов. гос. техн. ун-т им. Гагарина Ю.А., 2022. С. 56-60.

Гордеев Е.Г., Анаников В.П. Общедоступные технологии 3В-печати в химии, биохимии и фармацевтике: приложения, материалы, перспективы // Успехи химии. 2020. Т. 89, № 12. С. 1507-1561. doi: 10.1070/RCR4980.

Сорокин О.Ю., Кузнецов Б.Ю., Лунегова Ю.В., Ерасов В.С. Высокотемпературные композиционные материалы с многослойной структурой (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. № 4-5 (88). С. 42-53. doi: 10.18577/2307-6046-2020-0-45-42-53.

Koplin C., Gurr M., Mulhaupt R., Jaeger R. Shape accuracy in stereolithography: A material model for the curing behavior of photo-initiated resins // International User’s Conference on Rapid Prototyping & Rapid Tooling & Rapid Manufacturing (Euro-uRapid). Berlin, 2008.

Морозов В.В. Исследование и разработка технологических режимов изготовления отли вок по выжигаемым моделям, полученных методом лазерной стереолитографии: дис. канд. техн. наук: 05.16.04. М., 2005 161 c.

Макаров П.В., Еремин М.О. Моделирование разрушения керамических композиционных материалов при одноосном сжатии // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2013. № 1 (21). С. 61-74.

Бугаков И.И. Способ оценки остаточных температурных напряжений в полимерных те лах // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1978. № 3. P. 68-74.

Бугаков И.И. Определяющие уравнения для материалов с фазовым переходом // Меха ника твердого тела. 1989. № 3. С. 111-117.

Болотин В.В., Воронцов А.Н., Мурзаханов Р.Х. Анализ технологических напряжений в намоточных изделиях из композитов на протяжении всего процесса изготовления // Механика композитных материалов. 1980. № 3. С. 500-508.

Турусов Р.А. Механические явления в полимерах и композитах (в процессах формирования): дис. д-ра физ.-мат. наук. М., 1983. 363 с.

Tomashevskii V.T., Yakovlev V.S. Models in the Engineering Mechanics of Polymer-Matrix Composite Systems // International Applied Mechanics. 2004. V. 40 (6). P. 601-621. doi: 10.1023/B:INAM.0000041391.28104.b7.

Shaffer B.W., Levitsky M. Thermoelastic Constitutive Equations for Chemically Hardening Materials // ASME. J. Appl. Mech. 1974. V. 41 (3). P. 652-657. doi: 10.1115/1.3423365.

Dupaix R.B., Boyce M.C. Constitutive modeling of the finite strain behavior of amorphous polymers in and above the glass transition // Mechanics of Materials. 2007. V. 39 (1). P. 3952. doi: 10.1016/j.mechmat.2006.02.006.

Varghese A.G., Batra R.C. Constitutive equations for thermomechanical deformations of glassy polymers // International Journal of Solids and Structures. 2009. V. 46 (22). P. 4079-4094. doi: 10.1016/j.ijsolstr.2009.08.006.

Xia Y., He Y., Zhang F., Liu Y., Leng J. A Review of Shape Memory Polymers and Composites: Mechanisms, Materials, and Applications // Advanced Materials. 2021. V. 33 (6). Art. 2000713. doi: 10.1002/adma.202000713.

Verma S., Verma V.K. Shape memory polymers for additive manufacturing: An overview // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 57. P. 2077-2081. doi: 10.1016/j.matpr.2021.11.507.

Liu Y.P., Gall K., Dunn M.L., Greenberg A.R., Diani J. Thermomechanics of shape memory polymers: uniaxial experiments and constitutive modeling // Int. J. Plast. 2006. V. 22. P. 279-313.

Matveenko V.P., Shardakov I.N., Smetannikov O.Y., Trufanov N.A. Models of thermomechanical behavior of polymeric materials undergoing glass transition // Acta Mechanica. 2012. V. 223 (6). P. 1261-1284.

Kelvin (Thomson) W. On the theory of viscoelastic fluids // Math. a. Phys. Pap. 1875. V. 3. P. 27-84.

Henriquesa I.R., Borgesa L.A., Costab M.F., Soaresc B.G., Castelloa D.A.Comparisons of complex modulus provided by different DMA // Polymer Testing. 2018. V. 72, P. 394-406. doi: 10.1016/j.polymertesting.2018.10.034.

Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1973. 832 с.

Сметанников О.Ю. Оптимизация остаточного прогиба круглой пластинки из стеклующегося полимера при неравномерном охлаждении // Вычислительная механика сплошных сред. 2010. Т. 3, № 1. С. 81-92. doi: 1010.7242/1999-6691/2010.3.1.9.

Сметанников О.Ю., Труфанов Н.А. Экспериментальная идентификация модели термомеханического поведения стеклующихся полимеров // Вестник Удмуртского университета. Механика. 2009. № 4. С. 133-145. doi: 10.20537/vm090413.