ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.9; 620.171.5; 621.927.08; 675.8
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-2-88-100
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Для удешевления изделий из металлоподобных, вариатропных минеральных и конвергентных композитов дисперсные компоненты на производстве стремятся получать селективно при переработке отходов упруговязкопластичных материалов. В частности, в соответствии с требованиями к изделиям такие отходы измельчают во вторичную крошку, стружку или волокна резанием, обеспечивая требуемую геометрию, не нарушая структуру и физико-механические свойства вещества. Если для изучения структуры, например, волокнистых сред природного происхождения достаточно применить микроскоп, то их физико-механические свойства, как правило, определяют только эмпирическим путем, причем величины их параметров могут существенно колебаться в зависимости от природных особенностей их образования. Такие параметры являются основой не только для развития производственно-технической базы, но и для выполнения научных исследований. Цель работы. Для наглядности измерения напряжений и деформаций в упруговязкопластичных средах целесообразнее всего проводить поляризационно-оптическим методом с использованием эквивалентных оптически чувствительных материалов. Используемые методы. Статья посвящена подбору рецептур образцов из эквивалентных материалов с учетом коэффициентов подобия для модельной оценки напряженно-деформированного состояния различных видов кож при проникании в них имитатора двухлезвийного инструмента – диспергатора. Результат. В работе описана методика проведения модельного эксперимента, оценены прочностные и силовые характеристики процесса проникания, а также приведены визуальные изображения возникающих при этом напряжений в эквивалентных прозрачных оптически чувствительных материалах. Полученные результаты могут быть полезны исследователям, материаловедам при разработке природоподобных композитов, конструкторам-разработчикам новых способов и устройств для селективного измельчения отходов упруговязкопластичных материалов, а также переработчикам отходов.
Ключевые слова
моделирование, поляризационно-оптический метод, коэффициенты подобия, оценка напряжений и деформаций в материале, эквивалентные оптически чувствительные материалы
Для цитирования
Применение поляризационно-оптического метода для оценки деформационных и силовых характеристик при проникании лезвий инструмента в упруговязкопластичные материалы / Сергеев Ю.С., Платов С.И., Сергеев С.В., Гузеев В.И., Пузанков М.С., Шадрин П.А., Козлов А.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №2. С. 88-100. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-2-88-100
1. Ковальчук М.В. Конвергенция наук и технологий – прорыв в будущее // Российские нанотехнологии. 2011 Т. 6. №1-2. С. 13-23.
2. Овчинников А.А., Обручев Д.В., Данилов И.Н. Оптимизация составов композиционных материалов на основе технологии полиструктурной интеграции гетерогенных материалов // Умные композиты в строительстве. 2022. Т. 3. Вып. 1. С. 30-46. DOI: 10.52957/27821919_2022_1_30
3. Левыкин C.В., Казачков Г.В., Яковлев И.Г. Конвергентные природоподобные технологии для устойчивого развития степных регионов России // Вопросы степеведения. 2018. №14. С. 72-75. DOI:10.24411/9999-006A-2018-00007
4. Баксанский О.Е., Скоробогатова А.В. Конвергенция и природоподобные технологии: методология современной науки и образования // Коллекция гуманитарных исследований. 2018. №5(14). С. 14-21.
5. Косенко Е.А., Баурова Н.И., Зорин В.А. Природоподобные материалы и конструкции в машиностроении: монография. М.: МАДИ, 2020. 304 с.
6. Проект указа Президента Российской Федерации «О стратегии развития природоподобных (конвергентных) технологий». URL: http://regulation.gov.ru/ p/128578 (дата обращения: 16.11.2023)
7. Anas S.M. & Shariq Mohd & Alam, Mehtab & Umair, Mohammad. Modeling of crashworthy foam mounted braced unreinforced brick masonry wall and prediction of anti-blast performance // International Journal of Protective Structures. 2023, vol. 15, no. 2, pp. 241-283. DOI: 10.1177/20414196231164432
8. Пат. 2802786 Российская Федерация, МПК B02C 13/28, C14B 13/00. Способ измельчения коллагенсодержащих сред и инструмент для его осуществления / Ю.С. Сергеев, С.В. Сергеев, А.А. Огурцова, М.С. Пузанков; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)». № 2022130105; заявл. 21.11.2022; опубл. 01.09.2023.
9. Доможиров Д.В. К вопросу повышения эффективности добычи и переработки минерального сырья за счет управления параметрами буровзрывных работ для достижения требований к качеству // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №1. С. 5-14. DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-1-5-14
10. Leshkov E.V., Sapozhnikov S.B. Modeling the Nonlinear Deformation and Damage of Carbon-Aramid Fabric Composites in Tension // Mechanics of Composite Materials. 2020, no. 56, pp. 591-600. DOI: 10.1007/s11029-020-09906-1
11. Экспериментальное исследование влияния фелтинга на расслоение и остаточную прочность ПКМ при низкоскоростном ударе / Г.А. Форенталь, А.В. Безмельницын, А.В. Игнатова [и др.] // XXXIII Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС – 2021): тр. конф. М.: ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН», 2021. С. 194-199.
12. Полоник М.В., Макарова Н.В., Манцыбора А.А. Численное моделирование абразивного износа цементных зернистых композитов с использованием экспериментальных данных // Вестник ИШ ДВФУ. 2019. №4 (41). С. 3-11. DOI: 10.24866/ 2227-6858/2019-4-1
13. Славин О.К., Трумбачев В.Ф., Тарабасов Н.Д. Методы фотомеханики в машиностроении. М.: Машиностроение, 1983. 269 с.
14. Котенко М.В., Раздорский В.В., Лелявин А.Б. Поляризационно-оптический метод в исследовании напряженно-деформированного состояния моделей с дентальными имплантатами из нитинола // Байкальский медицинский журнал. 2016. Т. 147. №8. С. 34-38.
15. Исследование механических характеристик и морфологии поверхности разрушения сплава АК5М2, поверхностно модифицированного титаном / Серебрякова А.А., Загуляев Д.В., Шляров В.В., Шлярова Ю.А., Иванов Ю.Ф., Устинов А.М. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №1. С. 32-44. DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-1-32-44
16. Антипова Т.Н., Олешко А.Ю. Методические основы управления качеством продукции из волокнистых металлокомпозитов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т.18. №1. С. 55-62. DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-1-55-62
17. Сравнительный анализ физико-механических свойств биоразлагаемых и синтетических полимеров / Ершова О.В., Медяник Н.Л., Мишурина О.А., Бессонова Ю.А., Багреева К.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №4. С. 56-63. DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-4-56-63
18. Мостовой А.С. Разработка составов, технологии и определение свойств микро- и нанонаполненных эпоксидных композитов функционального назначения: дис. … канд. техн. наук. Саратов, 2014. 153 с.
19. Справочник по материалам, применяемым в производстве обуви и кожгалантереи / Зурабян К.М., Краснов Б.Я., Пустыльник Б.Я., Бернштейн М.М. М.: Shoe-lkons, 2004. 103 с.
20. Исследование влияния пластификаторов и термопластов на механические свойства эпоксидной смолы и углепластика (Обзор) / Мустафа Л.М., Исмаилов М.Б., Ермаханова А.М., Санин А.Ф. // Комплексное использование минерального сырья. 2019. №4. С. 48-56. DOI: 10.31643/2019/6445.37