ded/disser
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

Bibliography was modified, fixes in summaries

Browse Source
This commit is contained in:
Denis V. Dedkov
2014-06-26 21:57:43 +06:00
parent db50118978
commit f329385850
6 changed files with 321 additions and 87 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

237
bibliography.bib
View File

@@ -191,3 +191,240 @@ braided glass fibre reinforcement},
year = {2005},
pages = {65--70}
}
@BOOK{bib:overview1,
author = {Тарнопольский Ю. М. and Жигун И.Г. and Поляков В.А.},
title = {Пространственно-армированные композиционные материалы},
Publisher = {Машиностроение},
Address = {М},
Year = {1987},
Pages = {224},
language = {russian}
}
@BOOK{bib:overview2,
author = {под ред.Т.-В. чу и Ф.Ко.},
title = {Тканые конструкционные композиты},
Publisher = {Мир},
Address = {М},
Year = {1991},
Pages = {432},
language = {russian}
}
@ARTICLE{bib:overview3,
author = {Dimitrienko Yu. I.},
title = {Modelling of Mechanical Properties of Composite Materials
under High Temperatures. Part 3. Textile Composites},
journal = {International Journal of Applied Composite Materials},
volume = {5},
number = {4},
year = {1998},
pages = {257-272}
}
@BOOK{bib:overview4,
author = {Димитриенко Ю.И.},
title = {Механика композиционных материалов при высоких температурах.},
Publisher = {Машиностроение},
Address = {М},
year = {1997},
pages = {364},
language = {russian}
}
@ARTICLE{bib:overview5,
author = {Диксит А. and Мали Х.С.},
title = {Обзор способов моделирования текстильно-тканевых композитов для
прогнозирования их механических свойств},
journal = {Механика композитных материалов},
volume = {49},
year = {2013},
number = {1},
pages = {12-34},
language = {russian}
}
@ARTICLE{bib:overview6,
author = {Cao J. and Akkerman R. and Boisse P. and Chen J. and Cheng H.S.
and de Graaf E.F. and Gorczyca J.L. and Harrison P. and Hivet G. and Launay J.
and Lee W. and Liu L. and Lomov S.V. and Long A.C. and de Luycker E. and
Morestin F.},
title = {Characterization of mechanical behavior of woven fabrics:
Experimental methods and benchmark results},
journal = {Composites Part A: Applied Science and Manufacturing.},
year = {2008},
volume = {39},
Issue = {6},
pages = {1037-1053}
}
@ARTICLE{bib:overview7,
author = {Brian N. Cox and Gerry Flanagan},
title = {Handbook of Analytical Methods for Textile Сomposites},
journal = {NASA Contractor Report},
year = {1997},
pages = {161}
}
@BOOK{bib:overview8,
author = {Vanaerschot A. and Cox B.N. and Lomov S.V. and Vandepitte D.},
title = {Mechanical property evaluation of polymer textile composites by
multi-scale modelling based on internal geometry variability},
year = {2012},
pages = {5043-5054}
}
@ARTICLE{bib:overview9,
author = {Lomov Stepan V and Verpoest Ignaas and Cichosz Joerg and Hahn
Christoph and Ivanov D.S. and Verleye B.},
title = {Meso-level textile composites simulations: Open data exchange and
scripting},
journal = {Journal of Composite Materials},
volume = {20},
year = {2013}
}
@ARTICLE{bib:overview10,
author = {Abdiwi F. and Harrison P. and Koyama I. and Yu W. R. and Long A.
C. and Corriea N. and Guo Z.},
title = {Characterising and modelling variability of tow orientation in
engineering fabrics and textile composites},
journal = {Composites Science and Technology},
number = {72(9)},
year = {2012},
pages = {1034-1041}
}
@ARTICLE{bib:overview11,
author = {Blinzler B.J. and Goldberg R.K. and Binienda W.K.},
title = {Macroscale independently homogenized subcells for modeling
braided composites},
journal = {AIAA Journal},
year = {2012},
volume = {50},
Issue = {9},
pages = {1873-1884}
}
@ARTICLE{bib:overview12,
author = {Nali P. and Carrera E.},
title = {A numerical assessment on two-dimensional failure criteria for
composite layered structures},
journal = {Composites Part B: Engineering},
volume = {43},
Issue = {2},
year = {2012},
pages = {280-289}
}
@ARTICLE{bib:overview13,
author = {Hage Ch.E. and Youne's R. and Aboura Z. and Benzeggagh M.L. and
Zoaeter M.},
title = {Analytical and numerical modeling of mechanical properties of
orthogonal 3D CFRP},
journal = {Composites Science and Technology},
year = {2009},
volume = {69},
Issue = {1},
pages = {111–116}
}
@ARTICLE{bib:overview14,
author = {N\v{e}me\v{c}ek J. and Kr\'{a}l\'{i}k V., Vond\v{r}ejc J.},
title = {Micromechanical analysis of heterogeneous structural materials},
journal = {Cement and Concrete Composites},
volume = {36},
year = {2013},
Issue = {1},
pages = {85-92}
}
@ARTICLE{bib:overview15,
author = {Burks B. and Middleton J. and Kumosa M.},
title = {Micromechanics modeling of fatigue failure mechanisms in a
hybrid polymer matrix composite},
journal = {Composites Science and Technology},
year = {2012},
volume = {72},
Issue = {15},
pages = {1863-1869}
}
@ARTICLE{bib:overview16,
author = {Abe D. and Bacarreza O. and Aliabadi M.H.},
title = {Micromechanical modeling for the evaluation of elastic moduli of
woven composites},
journal = {Key Engineering Materials},
year = {2012},
volume = {525-526},
pages = {73-76}
}
@ARTICLE{bib:overview17,
author = {Nov\'{a}k J. and Kaczmarczyk T. and Grassl P. and Zeman J. and
Pearce C.J.},
title = {A micromechanics-enhanced finite element formulation for modeling
heterogeneous materials},
journal = {Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering},
year = {2012},
volume = {201-204},
pages = {53-64}
}
@ARTICLE{bib:overview18,
author = {Tran T.D. and Kelly D. and Prusty B.G. and Gosse J.H. and
Christensen S.},
title = {Micromechanical modeling for onset of distortional matrix damage
of fiber reinforced composite materials},
journal = {Composite Structures},
year = {2012},
volume = {94},
Issue = {2},
pages = {745-757}
}
@ARTICLE{bib:overview19,
author = {Karkkainen R.L. and Tzeng J.T.},
title = {Micromechanical strength modeling and investigation of stitch
density effects on 3D orthogonal composites},
journal = {Journal of Composite Materials},
year = {2009},
volume = {43},
Issue = {25},
pages = {3125-3142}
}
@ARTICLE{bib:overview20,
author = {Hettich T. and Hund A. and Ramm E.},
title = {Modeling of failure in composites by X-FEM and level sets within
a multiscale framework},
journal = {Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering},
year = {2008},
volume = {197},
Issue = {5},
pages = {414-424}
}
@ARTICLE{bib:overview21,
author = {Buchanan D.L. and Gosse J.H. and Wollschlager J.A. and Ritchey
A. and Byron Pipes R.},
title = {Micromechanical enhancement of the macroscopic strain state for
advanced composite materials},
journal = {Composites Science and Technology},
year = {2009},
volume = {69},
Issue = {11-12},
pages = {1974-1978}
}
@ARTICLE{bib:overview22,
author = {Li L.Y. and Wen P.H. and Aliabadi M.H.},
title = {Meshfree modeling and homogenization of 3D orthogonal woven
composites},
journal = {Composites Science and Technology},
year = {2011},
volume = {71},
Issue = {15},
pages = {1777-1788}
}

30
c1.tex
View File

@@ -7,8 +7,6 @@
композиционных материалов, приводящие к появлению локальных концентраторов
напряжений}
\subsection{Изготовление тканей}
Тканые материалы можно классифицировать по типу переплетения волокон. Выделяют
следующие типы переплетений: полотняное, ситцевое, сатиновое, саржевое,
трикотажное. Необходимую для определенной цели анизотропию механических
@@ -63,8 +61,6 @@ $500~\text{г}/\text{м}^2$.
оправку с последующей прошивкой слоев по третьей координате, при этом, в местах
прошивки возможно возникновение разрывов волокон основы и утка.
\subsection{Матричные материалы}
Роль матрицы в армированном композите заключается в придании изделию
необходимой формы и создании монолитного материала. Объединяя в одно целое
армирующий наполнитель, матрица позволяет композиции воспринимать различного
@@ -123,8 +119,6 @@ $500~\text{г}/\text{м}^2$.
каркаса и обеспечивать требуемые свойства конечного изделия
\cite{bib:sidorenko}.
\subsection{Уплотнение каркаса поликристаллической матрицей}
Вид уплотнения тканого композита с поликристаллической матрицей определяется
исходным материалом. Выделяют методы пропитки жидкостью и осаждение из газовой
фазы.
@@ -180,9 +174,6 @@ $6\dots100$~МПа при температуре $550\dots 650^\circ\mathrm{C}$.
В некоторых случаях методы пропитки жидкостью и осаждение из газовой фазы
используются по очереди в рамках единого технологического цикла.
\subsection{Контроль качества конструкций из тканых композитов с
поликристаллической матрицей}
Конструкции из тканых композиционных материалов с поликристаллической матрицей
в процессе эксплуатации подвергаются различным воздействиям, связанным с видом
нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб), характером нагружения (статический,
@@ -299,9 +290,6 @@ $6\dots100$~МПа при температуре $550\dots 650^\circ\mathrm{C}$.
\section{Виды локальных технологических дефектов, типичных для тканых композиционных
материалов, и способы их устранения}
\subsection{Структурные дефекты тканых композитов с поликристаллической
матрицей}
Особенностью тканых композитов с поликристаллической матрицей является то, что
наряду с дефектами, присущими традиционным материалам, такими как трещины, поры,
посторонние включения, могут образовываться дефекты, характерные только для
@@ -358,19 +346,19 @@ $6\dots100$~МПа при температуре $550\dots 650^\circ\mathrm{C}$.
а влияние матрицы на формирование жесткости указанного направления весьма
значительно.
\section*{Выводы к первой главе}
\section*{Выводы по первой главе}
\addcontentsline{toc}{section}{Выводы к первой главе}
\begin{enumerate}
\item Рассмотрены технологические процессы производства конструкций из тканых
\item Описаны технологические процессы производства конструкций из тканых
композиционных материалов с поликристаллической матрицей, включающие в себя
такие этапы как производство волокна, производство ткани, получение матрицы и
способы совмещения матрицы с тканым каркасом для получения конструкции.
\item Описаны методы контроля качества тканых композиционных материалов с
поликристаллической матрицей и типы дефектов, которые могут быть выявлены с их
помощью.
\item Определены типы дефектов, возникающие на каждой из стадий
технологического процесса производства тканых композиционных материалов с
поликристаллической матрицей и их влияние на физико-механические свойства
конструкций из этих материалов.
\item Проанализированы методы контроля качества тканых композиционных
материалов с поликристаллической матрицей и типы дефектов, которые могут быть
выявлены с их помощью.
\item Классифицированы типы локальных технологических дефектов, возникающие на
каждой из стадий процесса производства тканых композиционных материалов с
поликристаллической матрицей, влияние которых на концентрацию напряжений будут
проанализированы в дальнейших главах.
\end{enumerate}

21
c2.tex
View File

@@ -641,21 +641,22 @@ SALOME-MECA (fillFromFile), метод для получения значени
СУБД, высокой скоростью выполнения запросов, а также доступностью для
большинства операционных систем.
\section*{Выводы ко второй главе}
\section*{Выводы по второй главе}
\addcontentsline{toc}{section}{Выводы ко второй главе}
\begin{enumerate}
\item Построены геометрическая и математическа модели фрагмента слоя тканого
\item Построены геометрическая и математическая модели фрагмента слоя тканого
композита с искривленными волокнами и поликристаллической матрицей с идеальной
периодической структурой и локальными технологическими дефектами, такими как
пропуск волокна основы, разрыв волокна основы, разрыв волокон основы и утка и
внутренняя технологическая пора.
\item На основе численного решения задачи двухосного равнокомпонентного
растяжения в плоскости слоя тканого композита проведено тестирование полученной
модели.
\item Приведены параметры конечно-элементной сетки, удовлетворяющие условиям
условиям сходимости задачи.
\item Приведены диаграмма классов и инфологическая модель разработанной базы
данных для расчета безразмерного параметра $\Theta$ описывающее исследуемое
свойство слоя тканого композита.
\item На основе численного решения задачи макрооднородной двухосной
равнокомпонентной деформации растяжения в плоскости слоя тканого композита
проведено тестирование разработанной модели, показавшее, что при выбранной
степени дискретизации полученные результаты ни качественно ни количественно не
изменяются при дальнейшем увеличени количества конечных элементов. Доказана
сходимость задачи.
\item Разработан модуль расширений для платформы численного моделирования
SALOME-MECA для вычисления параметров напряженно-деформированного состояния
слоя тканого композита полотняного плетения.
\end{enumerate}

15
c3.tex
View File

@@ -1011,7 +1011,7 @@ $\sigma_{12}$, тогда как для остальных видов дефек
\clearpage
\section*{Выводы к третьей главе}
\section*{Выводы по третьей главе}
\addcontentsline{toc}{section}{Выводы к третьей главе}
\begin{enumerate}
@@ -1021,12 +1021,11 @@ $\sigma_{12}$, тогда как для остальных видов дефек
концентрации напряжений в слое тканого композита, вызванные наличием локальных
технологических дефектов в виде пропуска волокна основы, разрыва волокна основы,
одновременного разрыва волокон основы и утка, а также внутренней технологической
поры. Рассмотрены модели тканого композита при наличием контакта с трением между
влокнами основы и утка, а также с гарантированной прослойкой матрицы между
волокнами.
поры при наличии/отсутствии контакта с трением между армирующими нитями и
гарантированной прослойки матрицы.
\item Определены механизмы, инициирующие разрушение матрицы в слое тканого
композита с искривленными волокнами. Показаны зависимости этих механизмов от
типа дефекта, вида нагружения, а также наличия в технологическом процессе
дополнительных операций, обеспечивающих проникновение связующего в полости,
образованные локальными технологическими дефектами.
композита с искривленными волокнами. Установлены зависимости реализации этих
механизмов от типа дефекта, схемы макродеформирования, а также наличия в
технологическом процессе дополнительных операций, обеспечивающих проникновение
связующего в полости, образованные локальными технологическими дефектами.
\end{enumerate}

98
common.tex
View File

@@ -73,9 +73,17 @@
повреждений при циклическом нагружении посвящены статьи \cite{bib:shokrieh,
bib:nishikawa}. В работе \cite{bib:hufenbach} проведено сравнение вычислительных
и натурных экспериментов с элементами конструкций из тканых композитов при
многоосном нагружении. Однако изучению влияния локальных технологических
дефектов на механическое поведение, прочностные и деформационные свойства тканых
композитов уделяется недостаточное внимание.
многоосном нагружении. В работах
\cite{bib:overview1,bib:overview2,bib:overview3,bib:overview4,bib:overview5,
bib:overview6, bib:overview7, bib:overview8, bib:overview9, bib:overview10,
bib:overview11, bib:overview12, bib:overview13, bib:overview14,
bib:overview15, bib:overview16, bib:overview17, bib:overview18,
bib:overview19, bib:overview20, bib:overview21, bib:overview22} описывается
применение численных методов конечно-элементного моделирования к задачам
микроразрушения композитов. Одним из наиболее перспективных Однако изучению
влияния локальных технологических дефектов на механическое поведение,
прочностные и деформационные свойства тканых композитов уделяется недостаточное
внимание.
}
\mkcommonsect{objective}{Цель диссертационной работы.}{%
@@ -141,36 +149,33 @@ SALOME-MECA для определения безразмерного парам
Результаты работы докладывались на $10$ всероссийских и $5$
международных конференциях:
\begin{enumerate}
\item Всероссийская конференция <<Механика наноструктурированных материалов и
систем>>, Москва, 13--15 декабря 2011 г.
\item Международная молодежная научная конференция <<XXXVIII Гагаринские
чтения>>, Москва, 10--14 апреля 2012 г.
\item VI Евразийская научно-практическая конференция <<Прочность неоднородных
структур>>, Москва, 17--19 апреля 2012 г.
\item VII Российская конференция <<Механика микронеоднородных
материалов и разрушение>>, Екатеринбург, 23--27 апреля 2012 г.
\item XL Int. Summer School <<Advanced Problems in Mechanics>>, С.Петербург,
28 мая -- 01 июня 2012 г.
\item Международный молодежный научный форум <<Ломоносов-2012>>, Москва,
10--14 апреля 2012 г.
\item XXI Всероссиская школа-конференция молодых ученых и студентов <<Мат.
моделирование в естественных науках>>, Пермь, 03--06 октября 2012 г.
\item XL, XLI Int. Summer School <<Advanced Problems in Mechanics>>,
С.Петербург, 28 мая -- 01 июня 2012 г., 01--08 июля 2013 г.
\item Международная конференция <<Актуальные проблемы механики сплошных
сред>>, Цахкадзор, Армения, 08--12 октября 2012 г.
\item IV Всероссийский симпозиум <<Механика наноструктурированных материалов и
систем>>, Москва, 04--06 декабря 2012 г.
\item Международная конференция <<Иерархически организованные системы живой и
неживой природы>>, Томск, 9--13 сентября 2013 г.
\item VII Всероссийская (с международным участием) конференция по механике
деформируемого твердого тела, Ростов-на-Дону, 15--18 октября 2013 г.
\item XLI Int. Summer School-Conference <<Advanced Problems in Mechanics>>,
С.Петербург, 01--08 июля 2013 г.
\item VI Евразийская научно-практическая конференция <<Прочность неоднородных
структур>>, Москва, 17--19 апреля 2012 г.
\item XVIII Зимняя школа по механике сплошных сред, Пермь-Екатеринбург, 18--22
февраля 2013 г.
\item XXI Всероссиская школа-конференция молодых ученых и студентов <<Мат.
моделирование в естественных науках>>, Пермь, 02--05 октября 2013 г.
\item Всероссийская конференция <<Механика наноструктурированных материалов и
систем>>, Москва, 13--15 декабря 2011 г.
\item VII Российская конференция <<Механика микронеоднородных
материалов и разрушение>>, Екатеринбург, 23--27 апреля 2012 г.
\item IV Всероссийский симпозиум <<Механика наноструктурированных материалов и
систем>>, Москва, 04--06 декабря 2012 г.
\item VIII Российская НТК <<Механика, ресурс и диагностика материалов и
конструкций>>, Екатеринбург, 26--30 мая 2014 г.
\item Международная молодежная научная конференция <<XXXVIII Гагаринские
чтения>>, Москва, 10--14 апреля 2012 г.
\item Международный молодежный научный форум <<Ломоносов-2012>>, Москва,
10--14 апреля 2012 г.
\item XXI, XXII Всероссийская школа-конференция молодых ученых и студентов
<<Мат. моделирование в естественных науках>>, Пермь, 03--06 октября 2012 г.,
02--05 октября 2013 г.
\end{enumerate}
}
@@ -203,8 +208,8 @@ A:bib:dedkov23, A:bib:dedkov24, A:bib:dedkov25, A:bib:dedkov26, A:bib:dedkov27}.
\mkcommonsect{struct}{Структура и объем диссертации.}{%
Диссертационная работа состоит из введения, $3$-х глав, заключения, выводов и
списка литературы. Полный объем составляет $95$ страниц. Библиография
включает $39$ наименований.
списка литературы. Полный объем составляет $97$ страниц. Библиография
включает $61$ наименование.
}
\mkcommonsect{inintro}{Во введении}{
@@ -225,29 +230,32 @@ A:bib:dedkov23, A:bib:dedkov24, A:bib:dedkov25, A:bib:dedkov26, A:bib:dedkov27}.
}
\mkcommonsect{insecond}{Во второй главе}{
рассматривается построение геометрической модели тканого композита с
искривленными волокнами идеальной периодической структуры, а также с наличием
локальных технологических дефектов. Описывается программное обеспечение,
используемое для построения геометрической модели. Принимаются гипотезы для
решения задачи деформирования слоя тканого композита. На примере задачи о
равнокомпонентном макродеформировании проводится тестирование разработанной
модели. Приводятся блок-схемы алгоритмов и спроектированная модель базы
данных для поиска значений безразмерного параметра $\Theta$, описывающего
исследуемое свойство в произвольной точке слоя тканого композита.
рассматривается разработка математической модели тканого композита полотняного
плетения идеальной периодической структуры, а также с наличием локальных
технологических дефектов. Описывается программное обеспечение, используемое для
построения геометрической модели. Принимаются гипотезы для решения задачи
деформирования слоя тканого композита. На примере задачи о равнокомпонентном
макродеформировании проводится тестирование разработанной модели. Приводятся
блок-схемы алгоритмов и спроектированная модель базы данных расширений
платформы численного моделирования SALOME-MECA для определения значений
безразмерного параметра $\Theta$, описывающего исследуемое свойство в
произвольной точке слоя тканого композита.
}
\mkcommonsect{inthird}{В третьей главе}{
рассматривается математическая модель упруго-хрупкого поведения слоя такного
композита с искривленными волокнами и поликристаллической матрицей при
воздействии различных видов деформирования, с учетом наличия
гарантированной прослойки матрицы между волокнами основы и утка, а также
при наличии контакта с трением между ними. Приведены значения безразмерных
коэффициентов концентрации напряжений, вызванных наличием таких локальных
дефектов как пропуск волокна основы, разрыв волокна основы и разрыв волокон
основы и утка, учитывая внутренние технологические поры, образовавшиеся в
результате недостаточной пропитки ткани материалом матрицы в местах наибольшей
кривизны волокон. Определены механизмы, приводящие к разрушению
поликристалллической матрицы.
на основе численного решения задач комбинированного многоосного
нагружения, с помощью разработанного модуля расширений платформы численного
моделирования SALOME-MECA, определяются значения безразмерных коэффициентов
концентрации напряжений в слое тканого композита, вызванные наличием локальных
технологических дефектов в виде пропуска волокна основы, разрыва волокна
основы, одновременного разрыва волокон основы и утка, а также внутренней
технологической поры. Рассматриваются модели тканого композита при наличием
контакта с трением между влокнами основы и утка, а также с гарантированной
прослойкой матрицы между волокнами. Определяются механизмы, приводящие к
разрушению поликристалллической матрицы. Показываются зависимости этих
механизмов от типа дефекта, вида нагружения, а также наличия в технологическом
процессе дополнительных операций, обеспечивающих проникновение связующего в
полости, образованные локальными технологическими дефектами.
}
\mkcommonsect{inend}{В заключении}{

7
end.tex
View File

@@ -13,14 +13,15 @@
искривленными волокнами и поликристаллической матрицей с гарантированной
прослойкой матрицы между волокнами, а также с наличием контакта с трением между
волокнами.
\item Разработан модуль расширения для программного комплекса SALOME-MECA,
позволяющий найти параметр поля напряжения $\Theta$, слоя тканого композита.
\item Разработан модуль расширения для программного комплекса SALOME-MECA для
вычисления параметров напряженно-деформированного состояния слоя тканого
композита полотняного плетения.
\item На основе численного решения задач комбинированного многоосного
нагружения слоя, определены концентраторы напряжений в слое тканого композита с
искривленными волокнами и поликристаллической матрицей, вызванные наличием
таких локальных дефектов как пропуск волокна основы, разрыв волокна основы,
разрыв волокон основы и утка, наличие внутренней технологической поры.
\item Определены механизмы, инициирующие разрушение матрицы в слое тканого
\item Установлены механизмы, инициирующие разрушение матрицы в слое тканого
композита при наличии гарантированной прослойки матрицы между волокнами, а
также при наличии контакта с трением между волокнами.
\end{enumerate}