Журнал Современные проблемы науки и образования 2070-7428 Общество с ограниченной ответственностью "Издательский Дом "Академия Естествознания" ART-10278 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ НЕРАВНООСНЫМИ НЕОРГАНИЧЕСКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Громов С.В. Gromov S.V. gromov@asu.misis.ru Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» National University of Science and Technology ‘‘MISIS’’ 08 05 2013 5 584 584 This is an open-access article distributed under the terms of the CC BY 4.0 license. https://science-education.ru/ru/article/view?id=10278

В работе приведены результаты численного моделирования деформирования и разрушения наполненных неравноосными неорганическими включениями (короткие волокна, многостенные углеродные нанотрубки, трубки, пластинчатые включения) композиционных материалов. Использование высокопрочных и высокомодульных волокон позволяет создавать композиционные материалы, обладающие малой массой, управлять физико-механическими, электрическими, теплофизическими свойствами, регулировать анизотропию этих характеристик, обеспечивая достижение максимальных характеристик в выбранном направлении. Указанные возможности позволяют применять такие материалы для создания конструкций с высокой весовой эффективностью для различных областей применения. Назначение материала, требования, регламентирующие условия его работы в изделиях, определяют выбор схемы армирования, материала матрицы и армирующего наполнителя. Необходимость обеспечить высокую пластическую деформацию композиционного материала делает целесообразным применение в качестве материала матрицы термопластичных полимеров, способных переходить в высокоэластичное состояние и не претерпевающих химических превращений в процессе нагрева и охлаждения.

The paper presents the results of a numerical simulation of deformation and fracture filled nonequiaxial inorganic inclusions (short grain, multi-walled carbon nanotubes tube, plate inclusion) composite materials. The use of high-strength and high-modulus fibers allows you to create composite materials that have low mass, to manage physical, mechanical, electrical, thermal properties, adjust the anisotropy of these characteristics, providing maximum performance in a selected direction. These features allow you to use these materials to create a design with high performance weight for various applications. Appointment of material requirements governing the conditions of his work in the products, determine the choice of reinforcement scheme, the matrix material and a reinforcing filler. The need to provide a high plastic deformation of the composite material makes it useful as a matrix material thermoplastic polymers capable of going into high condition and undergoing chemical transformation by a process of heating and cooling.

 армирование ассиметричные включения прочностные характеристики адгезия структура композиционный материал углеродное волокно нанотрубки сверхвысокомолекулярный полиэтилен полимерные композиционные материалы многоуровневое моделирование structure and adhesion strength characteristics asymmetrical inclusion reinforcement composite material carbon fiber nanotubes UHMWPE polymer composite materials multi-level simulation

1. Евстафьев О.И., Копысов С.П. Моделирование структуры и физико-механических свойств полиэтилена с шунгитовым наполнителем // Химическая физика и мезоскопия. - 2007. - Vol. 10, № 1. - P. 25–31.

2. Khan M.R. et al. Elastic Properties of UHMWPE-SWCNT Nanocomposites’ Fiber: An Experimental, Theoretic, and Molecular Dynamics Evaluation // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2013. - № Ref 16.

3. Maksimkin A.V., Kaloshkin S.D., Kaloshkina M.S., Gorshenkov M.V., Tcherdyntsev V.V., Ergin K.S., Shchetinin I.V. Ultra-high molecular weight polyethylene reinforced with multi-walled carbon nanotubes: Fabrication method and properties // Journal of Alloys and Compounds. - 2012. - V. 536. - P. S538-S540.

4. Ren LQ, Liu CZ, Jiang M, Tong J, Zhao YG and Li JQ. Characteristics and mechanism of abrasive wear of particle reinforced UHMWPE matrix composites // Tribology. – 1997. - № 17. - P. 334–339.

5. Shoufan Cao, Hongtao Liu, Shirong Ge, Gaofeng Wu Mechanical and tribological behaviors of UHMWPE composites filled with basalt fibers // Journal of Reinforced Plastics and Composites. – 2011. – 30 (4). – P. 347–355.