vmaitComputational Mathematics and Information TechnologiesComputational Mathematics and Information Technologies2587-8999Донской государственный технический университет10.23947/2587-8999-2018-2-1-17-24vmait-65Research ArticleСтатьиМатематическое моделирование процессов деформации структурно-чувствительного нанокомпозитаMathematical modeling of structural-sensitive nanocomposites deformationhttps://orcid.org/0000-0002-5297-2536ЗарубинВладимир СтепановичZarubinVladimir Stepanovich

Зарубин Владимир Степанович, профессор, доктор технических наук, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5)

Zarubin Vladimir Stepanovich, Professor, Doctor of Engineering Sciences, The Bauman Moscow State Technical University (2nd Bauman Str., 5, Moscow, Russia)

zarubin@bmstu.ruСергееваЕлена СергеевнаSergeevaElena Sergeevna

Сергеева Елена Сергеевна, младший научный сотрудник, ОАО «Композит» (141070, Россия, Московская область, г. Королёв, Пионерская, 4); аспирантка, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5)

Sergeeva Elena Sergeevna, «JSC Kompozit» (Joint-Stock Company), (Pionerskaya, 4, Korolev, Moscow Region, Russia); postgraduate student, The Bauman Moscow State Technical University (2nd Bauman Str., 5, Moscow, Russia)

sergeeva.e.s@outlook.comМосковский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5)РоссияThe Bauman Moscow State Technical University (2nd Bauman Str., 5, Moscow, Russia)Russian FederationОАО «Композит» (141070, Россия, Московская область, г. Королёв, Пионерская, 4); Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5)Россия«JSC Kompozit» (Joint-Stock Company) (Pionerskaya, 4, Korolev, Moscow Region, Russia); The Bauman Moscow State Technical University (2nd Bauman Str., 5, Moscow, Russia)Russian Federation2018280320232165Copyright © Зарубин В.С., Сергеева Е.С., 20232023Зарубин В.С., Сергеева Е.С.Zarubin V.S., Sergeeva E.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cmit-journal.ru/jour/article/view/65

Представлены результаты численного моделирования процессов деформации перспективных структурно-чувствительных материалов – нанокомпозитов, для которых характерно наличие резкого изменения значений механических характеристик на границе раздела между матрицей и включением. Поставленная задача решена в конечно-элементном программном комплексе ANSYS с использованием вычислительных ресурсов серверных процессоров и видеокарт TESLA. Для оценки работоспособности численной модели реализован аналитические метод – двойственная вариационная формулировка задачи упругости. Представленные в данной работе результаты позволяют оценить механические характеристики нанокомпозитов, что необходимо при проектировании конструкции из таких материалов.

Results of nanocomposites deformation numerical modeling are shown. Large difference in the values of mechanical characteristics at the interface between the matrix and the inclusion is typically for such kind of materials. This problem was solved with using finite elemental complex ANSYS by means of server processors and video cards TESLA. The analytical method – the dual variational formulation of the elasticity problem – was realized for verification of numerical model. Due to results in this paper we can get estimates of nanocomposites mechanical properties, which are important for model construction from such material.

численное моделированиеструктурно-чувствительные материалыграница разделадеформацияматематическое моделированиеnumerical modelingstructural-sensitive materialsinterfacedeformationmathematical modelingРабота выполнена в рамках реализации базовой части государственного задания Минобрнауки РФ (проект 9.7784.2017/БЧ), а также в рамках гранта МК-1069.2018.8 программы Президента РФ государственной поддержки молодых кандидатов наук.The research was carried out within the framework of the implementation of the basic part of the state task of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project 9.7784.2017 / BC) and also as a part of grant MK-1069.2018.8 of the program of the President of Russian Federation for state support of young candidates of science.ReferencesBiksha D. Ispol'zovaniye kompozitnykh materialov v oboronnoy promyshlennosti i aerokosmicheskoy industrii / per. s angl. V. Rentyuk // Vestnik elektroniki. 2014. № 1. pp. 24 - 27.Biksha D. Ispol'zovaniye kompozitnykh materialov v oboronnoy promyshlennosti i aerokosmicheskoy industrii / per. s angl. V. Rentyuk // Vestnik elektroniki. 2014. № 1. pp. 24 - 27.Spravochnik po kompozitnym materialam. V dvukh knigakh. Kniga. 1: trans. s angliyskim. A.B. Geller et al., Ed. J. Lubin, B.E. Geller. M.: Mashinostroyeniye, 1988. 448 p.Spravochnik po kompozitnym materialam. V dvukh knigakh. Kniga. 1: trans. s angliyskim. A.B. Geller et al., Ed. J. Lubin, B.E. Geller. M.: Mashinostroyeniye, 1988. 448 p.Vasil'yev V.V. Mekhanika konstruktsiy iz kompozitsionnykh materialov. M.: Mashinostroyeniye, 1988. 272 p.Vasil'yev V.V. Mekhanika konstruktsiy iz kompozitsionnykh materialov. M.: Mashinostroyeniye, 1988. 272 p.Palermo P. Strukturnyye keramicheskiye nanokompozity: obzor svoystv i metody sinteza poroshkov // Nanomaterialy. 2015. V. 5. № 2. pp. 656-696.Palermo P. Strukturnyye keramicheskiye nanokompozity: obzor svoystv i metody sinteza poroshkov // Nanomaterialy. 2015. V. 5. № 2. pp. 656-696.Casati R., Vedani M. Metallicheskiye matrichnyye kompozity, usilennyye obzorom nanochastits // Metally. 2014. V. 4. pp. 65-83.Casati R., Vedani M. Metallicheskiye matrichnyye kompozity, usilennyye obzorom nanochastits // Metally. 2014. V. 4. pp. 65-83.Blakslee O.L., Proctor D.G., Seldin E.J., Spence G.B., Weng T. Elastichnyye konstanty piroliticheskogo grafita s uplotneniyem i neraskrytym // J. Appl. Phys. 1970. V. 41. № 8. pp. 3373-3382.Blakslee O.L., Proctor D.G., Seldin E.J., Spence G.B., Weng T. Elastichnyye konstanty piroliticheskogo grafita s uplotneniyem i neraskrytym // J. Appl. Phys. 1970. V. 41. № 8. pp. 3373-3382.Sergeyeva Ye.S. Issledovaniye uprugikh kharakteristik kompozitov s ellipsoidal'nymi vklyucheniyami // Molodezhnyy nauchno-tekhnicheskiy vestnik MGTU im. N.E Baumana. Elektron. zhurn. 2015. №. 5. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/839933.html (data obrashcheniya: 10.01.17).Sergeyeva Ye.S. Issledovaniye uprugikh kharakteristik kompozitov s ellipsoidal'nymi vklyucheniyami // Molodezhnyy nauchno-tekhnicheskiy vestnik MGTU im. N.E Baumana. Elektron. zhurn. 2015. №. 5. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/839933.html (data obrashcheniya: 10.01.17).Zarubin V.S. Prikladnyye zadachi termoprochnosti elementov konstruktsiy M .: Mashinostroyeniye, 1985. 296 p.Zarubin V.S. Prikladnyye zadachi termoprochnosti elementov konstruktsiy M .: Mashinostroyeniye, 1985. 296 p.Zarubin V.S., Kuvyrkin G.N. Matematicheskiye modeli mekhaniki i elektrodinamiki sploshnoy sredy. M .: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2008. 512 p.Zarubin V.S., Kuvyrkin G.N. Matematicheskiye modeli mekhaniki i elektrodinamiki sploshnoy sredy. M .: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2008. 512 p.Sergeyeva Ye.S. Issledovaniye uprugikh kharakteristik nanokompozitov // Molodezhnyy nauchno-tekhnicheskiy vestnik MGTU im. N.E Baumana. Elektron. zhurn. 2016. №. 8. Rezhim dostupa: http://sntbul.bmstu.ru/doc/846958.html (the date of the application 30.01.2017).Sergeyeva Ye.S. Issledovaniye uprugikh kharakteristik nanokompozitov // Molodezhnyy nauchno-tekhnicheskiy vestnik MGTU im. N.E Baumana. Elektron. zhurn. 2016. №. 8. Rezhim dostupa: http://sntbul.bmstu.ru/doc/846958.html (the date of the application 30.01.2017).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.