+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Автореферат
К-сть сторінок:
28
Мова:
Українська
Такий аналіз дозволяє набагато скоротити об'ем дорогих експериментальних досліджень і обгрунтовано визначити раціональну програму експериментів. У зв'язку з цим значно зріс інтерес до наукових досліджень, спрямованих на встановлення закономірностей поведінки мікронеоднорідних матеріалів в умовах різноманітних температурних і механічних навантажень. Виконання таких досліджень потребує розробки нових методик розрахунків. Дисертаційна робота присвячена дослідженню фізичних властивостей композиційних матеріалів і є подальшим розвитком і конкретною реалізацією методик по прогнозуванню фізичних властивостей композитів із хаотичною структурою, що розвиваються в роботах Новікова В. В. і які базуются на теорії перколяції, фрактальної геометрії і ренормгрупових перетворень.
Актуальність теми. Дослідження композиційних матеріалів і їх фізичних властивостей належить до числа найбільш актуальних задач сучасної теорії статистичної фізики конденсованих середовищ і давно привертає увагу дослідників. Композити в даний час отримали широке розповсюдження як конструкційні матеріали у різноманітних галузях народного господарства – порошковій металургії, машинобудуванні, суднобудуванні, атомній енергетиці, електроніці, космічній і авіаційній техніці і т. п.
Обгрунтоване, цілеспрямоване керування властивостями композиційних матеріалів неможливо без знання характеру та ступеня впливу на них механічних, адгезаційних параметрів матеріалів фаз, форми включень і їхнього взаємного розташування. Неоднорідності чинять вплив на розподіл температурних полів і напруг в конструкціях, а також їхню міцність і потребують попереднього розрахунку з використанням відповідних математичних моделей і методів. Тому дослідження теплофізичних і пружних властивостей матеріалів з неоднорідностями різноманітної природи є актуальною задачею сучасної теплофізики, фізики твердого тіла, яка представляє великий практичний інтерес.
Зв'язок роботи з науковими планами, програмами, темами. Дисертаційна робота виконана у межах науково-дослідницької роботи кафедри вищої математики ОДПУ, згідно з темами № ф4/1644-97“Дослідження дисперсійних залежностей неоднорідних фрактальних матеріалів методами ренормгрупових перетворень” по напрямку 4/4. 526 і по темі №2/1502-97 “Створення алгоритму, методики розрахунку параметрів структурної моделі керамічних композиційних матеріалів. Розроблення теоретичної бази основних алгоритмів” по напрямку 05. 06/032 18.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розвиток і деталізація методик розрахунків теплофізичних, пружних і пластичних властивостей для неоднорідних середовищ різноманітної природи (композитів), які орієнтовані на комп'ютерні експерименти. Виходячи з цього, вирішували такі задачі:
1.Розроблення комп'ютерної моделі хаотичної структури композиційних матеріалів і дослідження їх геометричних характеристик.
2.Розроблення методики розрахунків теплофізичних, пружних і пластичних властивостей композиційних матеріалів з хаотичною структурою.
3.Дослідження закономірностей зміни теплофізичних і пружних властивостей композиційних матеріалів у залежності від фізичних і геометричних характеристик неоднорідностей, які входять до складу досліджуваного композита. Визначення впливу властивостей міжфазного прошарку і агрегатизації компонентів композита на ефективні фізичні властивості композита.
4.Отримання оціночних формул і методів розрахунку для їх практичного застосування в інженерних та інших розрахунках теплофізичних і пружних характеристик елементів конструкцій, з яких складається композиційний матеріал.
Наукова новизна роботи полягає в тому, що:
1.Розроблена фрактальна модель хаотичної структури композиційних матеріалів.
2.Розроблена і реалізована методика розрахунку теплофізичних і пружних властивостей композиційних матеріалів, яка базується на ідеях ренормгрупових перетворень.
3.Досліджено теплофізичні і пружні властивості матеріалів порошкової металургії та виявлена їх залежність від фізичних і структурних параметрів композитів.
4.Досліджено теплофізичні і пружні властивості полімерних композитів, і виявлена їх залежність від фізичних і структурних параметрів та властивостей міжфазного прошарку і агрегатизації частинок.
Теоретична цінність дисертації полягає у подальшому розвитку та деталізації використаних методів вирішення задач теплопровідності, пружності та пружнопластичності для матеріалів із неоднорідностями різноманітних типів.
Практична цінність дисертації. Отримані в дисертаційній роботі результати можуть бути застосовані при визначенні теплопровідних та міцністних характеристик елементів конструкцій, складених з композиційних матеріалів.
Отримані результати можуть використоватись для програмного оснащення автоматичних систем проектування виробів і виявлення нових факторів, впливаючих на ефективні властивості гетерогенних конденсованих середовищ.
Особистий внесок дисертанта у розробку наукових результатів. Дисертація є самостійною науковою роботою. У статтях, які надруковані разом з науковим керівником дисертанта – доктором фізико-математичних наук Новіковим В. В., останньому належить постановка задач та ідея методу їх рішення, автору належать конкретні розробки, комп'ютерний розрахунок фізичних характеристик, аналіз записів, написання статей.
Апробація роботи. Основні результати дисертаційної роботи доповідались на: Міжнародній науково-практичній конференції ОДПУ 1996 р., семінарі “Моделювання в прикладних наукових дослідженнях” ОДПУ 1996 р., III Всеукраїнської наукової конференції АПНУ 1998 р., семінарі в ИПМ НАН України 1998 р.
Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, п'ятьох розділів, висновків та списку літератури, що включає 218 найменувань. Дисертація містить 140 сторінок, включаючи 30 малюнків на 30 сторінках і 7 таблиць.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, сформульована мета та задачі дисертації. Відзначено наукову новизну й практичну цінність отриманих результатів, наведено основні положення, що виносяться на захист.
Перший розділ має оглядовий характер. В ньому розглянуті основні проблеми і методи дослідження теплопровідних та пружних властивостей матеріалів із структурними неоднорідностями різних типів, сформульована основна проблема визначення ефективних властивостей композиційних матеріалів, а також вводиться поняття фрактальних множин і розглядаються класи матеріалів з фрактальною структурою речовини.
Сформульовано проблему замикання визначальних рівнянь для розрахунку ефективних властивостей композиційних матеріалів.
Показано що математичні труднощі, які виникають при замиканні рівнянь, привели до того, що з'явилося декілька наближених методів визначення ефективних властивостей композитів.
Обгрунтовано, що основою для моделювання структури