Базові Моделі Кінетики Деформування-Руйнування Деревних Композиційних Матеріалів

Abstract

Існуючі наразі моделі кінетики деформування і руйнування пов'язані здебільшого з описом переходу з незруйнованого стану матеріалу в зруйнований в одну стадію. Це належить як до класичних теорій міцності, зокрема і кінетичної теорії міцності, так і до теорій і моделей розсіяного накопичення пошкоджень (Continuum Damage Mechanics, CDM). Метою цього дослідження було створення базових моделей кінетики деформування-руйнування (ДР), які описують цей процес у вигляді декількох послідовних переходів окремих структурних елементів (СЕ), у матеріалі, що деформується в часі з одного реологічного стану в інший. Для опису цього процесу залучено апарат формальної кінетики, який дає змогу, знаючи швидкість переходу СЕ з одного реологічного стану в інший, спрогнозувати час досягнення критичної концентрації зруйнованих СЕ. Встановлено, що процес ДР можна розглядати як процес поступового переходу СЕ спочатку пружного стану у в'язкопружний і потім зруйнований. Причому цей перехід може відбуватися як послідовно, так і паралельно. Таким чином, у процесі руйнування постійно змінюється число, а отже, і концентрація СЕ, які перебувають у різних реологічних станах. Зміну концентрації того чи іншого СЕ можна визначити експериментально способом вимірювання величин, що корелюють з параметрами ДР того чи іншого виду деформації тіла. При цьому загальне число елементів структури, що перебувають у різних станах, згідно із законом збереження мас у кожен момент часу ДР має залишатися постійним. Вперше запропоновано двостадійну нелінійну кінетичну модель втрати ресурсу за повзучості композиційних матеріалів на підставі деревини. Застосування методів формальної кінетики під час моделювання фізико-хімічних процесів, які відбуваються під час ДР, дає змогу будувати багатостадійні кінетичні моделі. Застосування методу базових діаграм деформування у поєднанні з двостадійним описом процесу накопичення пошкоджень дає змогу збільшити точність прогнозу допустимого часу за різних схем навантаження під час повзучості.

Digitalization of Products - Unique Offer to Attract Customers and Expand Sales Market

“…1. Приклади графічного уявлення феноменолічної моделі стружкових плит в залежності від умов їх експлуатації: а) гранична поверхні міцності ламінованих; б) контурні графіки жорсткості шпонованих плит (Kulman et al, 2019a) На основі результатів випробувань були визначені постійні члени феноменологічної моделі, які адекватно описують міцність і жорсткість СП при зміні зовнішніх впливів у широкому діапазоні. Створений метод дозволяє значно скоротити час, необхідний для випробування, та визначити показники міцності матеріалу при зміні термо-волого-силових Наукові горизонти, 2020, № 07 (92) Scientific Horizons, 2020, № 07 92навантажень і дає змогу оцінити збереження міцних властивостей нових матеріалів та прогнозувати міцність у роботі вже створених структур.…”

“…Основні результати за другою методикою (Kulman et al, 2017d) дозволили доповнити цифрову картину властивостей досліджуваних матеріалів і дати можливість прогнозування їх поведінки протягом усього життєвого циклу.…”

“…Результати за четвертою методикою випробувань матеріалів на повзучість дозволили посилити цифровий портрет діджиталізаціі для прогнозування довговічності з альтернативної точки зору, а саме, за допомогою методів формальної кінетики (Kulman, 2019b Порівнюючи час до руйнування (creep life predict by model), розрахований на підставі констант швидкостей з фактичним часом до руйнування по контрольній діаграмі (creep life control diagram), можна бачити їх високу збіжність (Yapici et al, 2016). Це говорить про те, що запропонований метод прогнозування тривалої міцності може бути використаний для підвищення точності прогнозування працездатності керованих механічних систем (Melzerova et al, 2016).…”