Композиты и наноструктуры Том 7 № 1

COMPOSITES and NANOSTRUCTURES 2015

СОДЕРЖАНИЕ

В.С.Зарубин, Г.Н.Кувыркин, И.Ю.Савельева

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ТЕКСТУРИРОВАННОГО КОМПОЗИТА С АНИЗОТРОПНЫМИ

ПЛАСТИНЧАТЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ.................................................................................................................................................1

С использованием разработанной математической модели переноса тепловой энергии в композите с анизотропными включениями

в виде трехосных эллипсоидов предложена процедура вычисления компонентов тензора эффективной теплопроводности тексту-

рированного композита с пластинчатыми включениями, представленными сильно сплющенными сфероидами, обладающими свой-

ством трансверсальной изотропии относительной оси вращения. Проведены расчеты для разных вариантов конической текстуры

композита. Полученные результаты могут быть использованы для оценки эффективных коэффициентов теплопроводности тек-

стурированных композитов, модифицированных наноструктурными элементами (в частности, фрагментами графена). В силу

электротепловой аналогии эти результаты применимы при рассмотрении характеристик электропроводности и диэлектрической

проницаемости текстурированных композитов (с. 1-13; ил. 3).

П.А.Белов

ОБЩЕЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ УТОЧНЕННОЙ ТЕОРИИ МИНДЛИНА...................................................................................14

Строится общее решение уравнений уточненной теории Миндлина. Уточнение заключается в том, что тензор модулей шестого ранга

содержит не одиннадцать модулей, как в классической теории Миндлина, а только семь. Ранее было доказано, что такое сокращение неклассических модулей определяется выполнением требования положительной определенности потенциальной энергии. Построенное решение для перемещений представлено в виде суперпозиции трех векторных полей: поля классических перемещений и двух полей когезионных перемещений, которые можно трактовать как неклассические поправки в теории Миндлина к классическому решению для перемещений. Поля когезионных перемещений удовлетворяют обобщенным бигармоническим уравнениям, которые можно представить как произведения двух разных операторов Гельмгольца. В отличие от теории Тупина, в которой поле когезионных перемещений одно,уточненной теории Миндлина таких когезионных полей два, и они могут быть комплексно-сопряженными. Это приводит к возможности описания качественно иных полей перемещений, чем в классической теории упругости или градиентной теории Тупина. Кроме того, построено решение для поля несовместной дисторсии, которое наряду с фундаментальными функциями, входящими в выражения для перемещений, содержит три дополнительных фундаментальных решения. Эти фундаментальные решения нельзя представить в виде вектора, так как они имеют разную тензорную природу и ранги. Одно решение является псевдоскаляром и определяет потенциальную часть векторного поля спинов (несовместных поворотов). Два других фундаментальных решения определяются независимыми компонентами тензора-девиатора несовместных

дисторсий, на который наложено дополнительное требование равенства нулю его дивергенции (с. 14-24).

В.В.Васильев, С.АЛурье

МОДЕЛЬ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ С МИКРОСТРУКТУРОЙ................................................................................................................25

В статье описывается модель сплошной среды с микростуктурой, для которой соотношения классической механики твердого тела,

основанные на анализе функций, описывающих поведение среды в окрестности точки, оказываются несправедливыми. Предполага-

ется, что среда состоит из частиц с малыми, но конечными размерами, не позволяющими выделить из нее бесконечно малый элемент,

и в связи с этим обобщаются функциональные соотношения, основанные на анализе бесконечно малых величин. Полученные соотно-

шения для скалярных, векторных и тензорных функций предлагается использовать в задачах, решения которых в рамках классичес-

кой модели среды обладают большими градиентами или являются сингулярными. В качестве примеров рассматриваются задача об

одноосном растяжении стержня и сферически симметричная сингулярная задача для модельной среды (с. 25-33; ил. 1).

С.М. Никулин, А.А. Ташкинов, В.Е. Шавшуков, А.В. Рожков, В.В. Чесноков, Е.А. Паукштис

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВВЕДЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

В ЭПОКСИДНЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛА.....................................................................34

Рассмотрены два варианта модификации эпоксидного полимера, получаемого из смолы ЭД-20, функционализированными углерод-

ными нанотрубками, с преобладанием карбоксильных и гидроксильных функциональных групп. Исследована прочность модифици-

рованных полимерных образцов, получаемых методами «холодной» и термической полимеризации. Выявлена область концентраций

для проведения модификации эпоксидного полимера многослойными углеродными нанотрубками с преобладающим содержанием

карбоксильных групп соответствующая наибольшему увеличению прочности материала при сжатии. (с. 34-40; ил. 1).

ДЛ.Старокадомский, Е.М.Пахлов

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ С 10-50 МАС% ПИРОФИЛЛИТА....................41

Установлено влияние микро- и наночастиц пирофиллита на прочностные характеристики, термостойкость и химстойкость полиэпоксида.

Показано, что в целом наполнение приводит к росту химстойкости и термостойкости композита, снижению его усадки. Стойкость к

истиранию композита растёт с ростом наполнения. Однако в целом наполнение не приводило к росту основных исследованных

характеристик прочности. Прочность при сжатии снижается с ростом наполнения, причём после 10 мас% пирофиллита характер

разрушения композита изменяется с пластичного на хрупкий. С наполнением не наблюдается роста прочности при разрыве

стеклопластиков на основе композита, а адгезия композита к стеклопластику повышается лишь при определённых наполнениях (10

мас%). Методом дериватографии показано, что наполнение не изменяет температуру 10%-й потери массы, и способствует уменьшению

массы выгоревшего вещества пропорционально наполнению. Методом одностороннего нагрева на воздухе установлено, что пиро-

филлит способствует повышению термостойкости полиэпоксида, особенно при высоких наполнениях на начальных и средних стадиях

разложения. С ростом наполнения растёт также стойкость к набуханию в эфирацетатном полиграфсольвенте. Показана возможность

применения пирофиллита как удешевляющего наполнителя для полиэпоксида, способного улучшить некоторые практически важные

свойства (стойкость к истиранию, безусадочность, термостойкость, стойкость к сольвенту) (с. 41-51; ил. 9).

А.И.Саматадзе, В.А.Никифоров, И.В.Парахин

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ С ДОБАВКАМИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ

СТЕКЛОТЕКСТОЛИТА РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ.................................................................................................52

Установлена возможность создания стеклотекстолитов на основе малотоксичных низковязких кремнийорганических связующих.

Изучено влияние типа олигомера, мономеров, катализаторов и стабилизирующих добавок на вязкость, жизнеспособность исходных

композиций и выход нерастворимой части, качество, термостабильность, зольность отвержденных композиций. По комплексу техно-

логических и механических свойств, установлен оптимальный состав олигомер-мономерной композиции (с. 52-58).

© ИФТТ РАН «Композиты и наноструктуры». 2015