МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ ФРИКЦИОННЫХ КОМПОЗИТОВ С ХАОТИЧЕСКИ ОРИЕНТИРОВАННЫМИ СТЕКЛЯННЫМИ ВОЛОКНАМИ И ДИСПЕРСНЫМИ ДОБАВКАМИ КАУЧУКА, ГЛИНОЗЕМА, ГРАФИТА И БАРИТА

Решается задача построения модели и проведения численных расчетов значений предельных прочностных показателей при одноосном сжатии полимерных фрикционных композитов. Рассмотрены композиты на эпоксифенольной основе, армированные хаотически ориентированными в пространстве материала короткими волокнами бесщелочного стекла и дисперсными добавками каучука, глинозема, графита и барита. При моделировании использован оригинальный метод прогнозирования предельных прочностных характеристик матричных композитов, согласно которому приложенная к композиту сжимающая в определенном направлении нагрузка становится разрушающей, когда внутреннее напряжение в полимерной матрице начинает превышать предел ее прочности. Указанный метод опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей, понятие оператора концентрации напряжений (тензора четвертого ранга), связывающего локальные (внутренние) значения тензора напряжений со средними (внешними) по материалу напряжениями, и информацию о прочностных свойствах матрицы. Исследованы зависимости значений предельных прочностных показателей при одноосном сжатии полимерных фрикционных композитов от вариаций объемных концентраций наполнителей – волокон бесщелочного стекла, дисперсных включений каучука и минерального порошка, состоящего из глинозема, графита и барита в равных объемных долях. В результате проведенных модельных расчетов установлено, что увеличение объемного содержания включений каучука приводит к ослаблению прочностных показателей модельных композитов, которые при этом изменяются по закону, близкому к линейному. Увеличение концентраций остальных наполнителей (как стеклянных волокон, так и включений минерального порошка) приводит к существенному улучшению предельных прочностных характеристик полимерных фрикционных композитных материалов, при этом характер зависимостей монотонный.

моделирование, полимерный фрикционный композит, включение, матрица, оператор концентрации напряжений, механическая прочность