Статья «Концентрация напряжений в антифрикционных полимерных композитах,армированных ориентированными волокнами»

Решается задача построения модели прогнозирования значений локальных упругих характеристик антифрикционных полимерных композитов, определяемых оператором концентрации напряжений (тензором четвертого ранга). Указанный тензор связывает значения локальных (внутренних) напряжений в каждом элементе неоднородности композита со значениями средних (внешних)напряжений в материале. Построенная модель опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей, используемое при решении стохастического дифференциального уравнения равновесия упругой среды. С помощью указанного приближения возможен анализ изменения значений компонент оператора концентрации напряжений в зависимости от состава, структуры и объемного содержания наполнителей композита. Объектом моделирования являются многокомпонентные трибокомпозиты на основе эпоксидного связующего ЭД-20, армированные волокнами бесщелочного стекла и политетрафторэтилена. Полагается, что стеклянные волокна ориентированы вдоль осей х и у прямоугольной системы координат, а волокна политетрафторэтилена - только в направлении оси х. Это соответствует армированию материала стеклотканью, в которую вплетены политетрафторэтиленовые волокна. Опираясь на разработанную модель, авторы провели численные модельные расчеты значений компонент 3333, 1313 и 2323оператора концентрации напряжений, учитывающие изменения объемных содержаний наполнителей неоднородных материалов. Данные компоненты наиболее полно характеризуют перераспределение напряжений между элементами неоднородности композита при приложении к нему сжимающих и сдвиговых нагрузок. Приведены графики изменения значений указанных компонент оператора концентрации напряжений при увеличении объемных долей как волокон политетрафторэтилена, так и волокон бесщелочного стекла. При вычислении значений локальных упругих характеристик модельных трибо-композитов использовался метод самосогласования.