ЕДИНЫЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭФФЕКТИВНЫХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ВАРИАЦИОННЫХ ПРИНЦИПОВ

摘要

Решение проблемы определения эффективных физико-механических свойств дисперсно-наполненных композиций строится с помощью формулировки и численной реализации соответствующих краевых задач, основанных на фундаментальных уравнениях теории упругости, теплопроводности, электростатики, электропроводности. Общая концепция заключается в получении детальных параметров состояния композиции под внешним воздействием с учетом реальной структуры материала. Использована процедура усреднения для определения эффективных свойств композиций. Постановка и решение краевых задач сведены во всех случаях к формулировке соответствующих вариационных принципов и их реализации методами вычислительной механики, в частности методом конечных элементов. Эффективные характеристики композита при механическом, температурном, электромагнитном воздействиях вычисляли из энергетических соображений: запасаемая энергия структурно-неоднородного тела равна энергии однородного тела, взятого для сравнения, при разных типах воздействия. Результаты сравнения расчетных и экспериментальных значений эффективных характеристик свидетельствуют об успешном применении предложенных моделей и способов их реализации.