ИСТИНА

Диссертация Солодовникова Александра Сергеевича посвящена численному моделированию деформирования физически нелинейного композита с короткими волокнами. В первую очередь выполнена верификация численной модели композита с короткими армирующими волокнами на основе сравнения с экспериментальными измерениями и аналитическими решениями в упругой постановке при допущении идеального контакта между волокнами и матрицей. Это дало возможно применить численный подход для построения физически нелинейной модели рассматриваемого в диссертационной работе типа композиционных материалов. Представленная модель позволяет учесть концентрацию армирующих волокон, неупругие свойства матрицы и неидеальный контакт на границе волокон. Наиболее существенной частью работы является выполненное автором численное моделирование основных типов задач для исследования механических свойств бетона с короткими армирующими волокнами с помощью разработанного набора программ. Было показано, что наличие волокон и учет нелинейных соотношений связи на их границе оказываются существенное влияние на деформирование композита. Результаты моделирования дали адекватную оценку жесткостных и прочностных свойств фибробетона. Разработанный набор компьютерных программ может быть использован для решения ряда практических задач и моделирования деформирования перспективных строительных материалов. Диссертация состоит из содержания, введения, трех глав, заключения и списка литературы. Во введении даётся обзор литературы, обоснована актуальность научных исследований. Сформулированы: цель работы, ее научная новизна и практическая значимость. Первая глава посвящена вычислению упругих свойств композиционного материала с короткими армирующими волокнами. Представлен способ определения эффективных упругих модулей среды с равномерным распределением в пространстве и произвольной ориентацией волокон, основанный на процедуре пространственного осреднения эффективных характеристик среды с параллельными волокнами. Рассмотрены модели композита для получения эффективных характеристик среды с параллельными волокнами. Выполнено численное определение эффективных характеристик среды с равномерным распределением волокон и проведен сравнительный анализ аналитического и численного подходов на основе экспериментальных данных. Во второй главе представлена модель физически нелинейного деформирования композиционного материала с короткими армирующими волокнами и ее численная реализация. Выведено вариационное уравнение и дана вариационная постановка, проведена процедура дискретизации вариационного уравнения и получена система алгебраических уравнений. Представлено решение задачи об интегрировании определяющих соотношений и рассмотрены вопросы устойчивости решения. Рассмотрены различные виды критериев возникновения неупругих деформаций в материале матрицы композита. Представлена методика учета произвольно распределенных армирующих волокон и их связи с материалом матрицы. Третья глава посвящена численному исследованию деформирования бетона с короткими армирующими волокнами. В главе выполнено численное моделирование экспериментов на одноосное сжатие, изгиб призматических балок и изгиб плит на упругом основании. Исследовано влияние концентрации армирующих волокон, типа связи между волокнами и материалом матрицы и поверхностей нагружения материала матрицы на процесс деформирования фибробетона. В заключении сформулированы основные результаты диссертации.