Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Методика исследования неплоских пленок и мембран сложной структуры

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-2-55-59

Полный текст:

Аннотация

Среди тонкостенных элементов конструкций, отличающихся легкостью и высокой прочностью, широко применяются пленочные и мембранные элементы. Активно разрабатываются smart покрытия, имеющие сложную структуру. Из {функционального назначения их целесообразно изготавливать неплоской формы — оболочечные пленки, мембраны и покрытия. При этом они могут иметь сложную структуру, заданную конструктором или приобретенную в процессе изготовления и эксплуатации. Исследование механических характеристик оболочечных пленок и мембран, имеющих сложную структуру, стандартным одноосным способом испытания не эффективно. Сложные структуры с макронеоднородностью малоэффективно исследовать методами индентирования, позволяющими судить о свойствах материала в окрестности рассматриваемой точки. В статье предложен экспериментально-теоретический метод определения механических характеристик неплоских пленочных и мембранных композиций сложной структуры. На экспериментальном этапе оценивается жесткость закрепленного по контуру неплоского образца, например, сферической, цилиндрической или тороидальной формы, нагруженного односторонним поверхностным давлением. Далее на базе соотношений, полученных из нелинейной теории оболочек, определяются интегральные механические характеристики материала оболочечного образца: приведенный модуль упругости (упругое деформирование) или приведенный условный модуль упругости (пластическое деформирование), кривые деформирования и т.д. Рассмотрены соотношения для тонких сферических мембран для случая больших перемещений и деформаций, а также соотношения для тонких цилиндрических мембран переменного радиуса. Методика продемонстрирована на примере исследования резиновой сферической мембраны с отверстиями и бездефектной катеноидальной оболочки.

Об авторах

Н. М. Якупов
Институт механики и машиностроения — обособленное структурное подразделение, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»
Россия
Нух Махмудович Якупов


Н. К. Галимов
Институт механики и машиностроения — обособленное структурное подразделение, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»
Россия

Наиль Курбанович Галимов



С. Н. Якупов
Институт механики и машиностроения — обособленное структурное подразделение, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»
Россия
Самат Нухович Якупов 


Список литературы

1. Якупов Н. М., Якупов С. Н. Пленки неоднородной структуры / Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2009. № 1. С. 60 - 70.

2. Якупов С. Н., Якупов Н. М. Тонкослойные покрытия / Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2017. № 1. С. 6 - 14.

3. Махутов Н. А. Прочность и безопасность. Фундаментальные и прикладные исследования. — Новосибирск: Наука, 2008. — 523 с.

4. Якупов Н. М. Механика «лечения» тонкостенных конструкций / XI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. Казань, 20 - 24 августа 2015. С. 4320 - 4322.

5. Oliver W., Pharr G. / J. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1997. Vol. 57. E 473.

6. Шугуров A. P., Панин А. В., Оекомов К. В. Особенности определения механических характеристик тонких пленок методом наноиндентирования / Физика твердого тела. 2008. Т. 50. № 6. С. 1007 - 1012.

7. Якупов Н. М., Нургалиев А. Р., Якупов С. Н. Методика испытания пленок и мембран в условиях равномерного распределенного поверхностного давления / Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2008. Т. 74. № 11. С. 54 - 56.

8. Якупов Н. М., Галимов Н. К., Леонтьев А. А. Экспериментально-теоретический метод исследования прочности полимерных пленок / Механика композиционных материалов и конструкций. 2000. Т. 6. № 2. С. 238 - 243.

9. Галимов Н. К., Якупов Н. М., Якупов С. Н. Экспериментально-теоретический метод определения механических характеристик сферических пленок и мембран со сложной структурой / Известия РАН. Механика твердого тела. 2011. № 3. С. 58 - 66.

10. Энциклопедия полимеров. Т. 3. — М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1972. С. 310 - 333.


Для цитирования:


Якупов Н.М., Галимов Н.К., Якупов С.Н. Методика исследования неплоских пленок и мембран сложной структуры. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019;85(2):55-59. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-2-55-59

For citation:


Yakupov N.M., Galimov N.K., Yakupov S.N. Methodology of studying non-planar films and membranes of complex structure. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2019;85(2):55-59. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-2-55-59

Просмотров: 82


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)