Оптимальне проектування внутрішньої структури функціонально-градієнтних матеріалів за малої концентрації включень
Ключові слова:
функціонально-градієнтний матеріал, оптимальне проектування структури, метод осереднення, поздовжня деформація стрижняАнотація
Постановка проблеми. Під час оптимального проектування внутрішньої структури функціонально-градієнтного матеріалу (ФГМ) на основі класичного методу осереднення у випадках малої концентрації включень, коли розмір включень багато менший, ніж відстань між ними, виникають значні обчислювальні труднощі.
Мета дослідження – розробка варіанта методу осереднення, що дозволяє ефективно розв’язувати задачі оптимізації внутрішньої структури ФГМ за малої концентрації включень, та ілюстрація його на конкретних прикладах.
Висновок. Пропонована методика дозволяє розв’язувати задачі розрахунку і оптимального проектування внутрішньої структури ФГМ конструкцій зі змінною величиною включень і з перемінним кроком між ними за єдиною методикою. При цьому оптимізація проводиться за допомогою двох механізмів. Перший – виділення біля закріплених країв прикордонних ділянок, у яких включення відсутні. Другий механізм оптимізації полягає в перерозподілі розмірів включень за законом, що збігається із законом розподілу зовнішнього навантаження. У разі перемінного кроку між включеннями крок повинен зменшуватися на ділянках із більшою інтенсивністю зовнішнього навантаження.Посилання
rd International Symposium on Structural and Functional Gradient Materials : proceedings, 10-12 October 1994, Swiss Federal Institute of Technology of Lausanne, Switzerland / edited by B. Ilschner, N. Cherradi. – Lausanne, Switzerland : Presses polytechniques et universitaires romandes, 1995. – 731 р.
Suresh S. Fundamentals of functionally graded materials : processing and thermomechancial behaviour of graded metals and metal-ceramic composites / S. Suresh, A. Mortensen. – London : IOM Communications Ltd., 1998. – 165 р.
Hirai T. Functionally Graded Materials / Т. Hirai // Materials Science and Technology – A Comprehensive Treatment / eds. R. W. Cahn, P. Haasen, E. J. Kramer. – Weinheim, 1996. – Vol. 17B : Processing of Ceramics, рart 2 / ed. R. J. Brook. – Р. 293–363.
Bolshakov V. I. Effective shear modulus and microscopic stresses in a fibred-reinforced composite materials with interphases / Bolshakov V. I., Danishevs’kyy V. V. // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры ; под общ. ред. В. И. Большакова. – Днепропетровск, 2006. –Вып. 36, ч. 3. – С. 167–173.
Bolshakov V. I. Asymptotic multiscale modelling of heat conduction in fibre-reinforced composite material with imperfect bonding / Bolshakov V. I., Danishevs’kyy V. V. // Aims for Future of Engineering Science : рroceedings the International Scientific Forum, Davos, 4-10 July, 2006. – Davos, Switzerland, 2006. – P. 97–107.
Bolshakov V. I. Propagation of elastic waves in periodic composite structures / V. I. Bolshakov, V. V. Danishevs'kyy, D. Weichert // Строительство, материаловедение, машиностроение: сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2008. – Вып. 45 : Стародубовские чтения, ч. 1. – С. 31–39.
Andrianov I. V. Homogenization of the irregular cell-types constructions / Andrianov I. V., Awrejcewicz J., Diskovsky A. A. // 8th Conference on Dynamical Systems. Theory and Applications (DSTA 2005), Lodz, Poland, December 12–15, 2005 : рroceedings / Technical University of Lodz ; eds. J. Awrejcewicz, J. Mrozowski, D. Sendkowski. – Poland, 2005. – Vol. 2. – Р. 871-876.
Andrianov I. V. Homogenization of quasiperiodic structures / Andrianov I. V., Awrejcewicz J., Diskovsky A. A. // Journal of Vibration and Acoustics. Transactions of the ASME. – 2006. – Vol. 128, iss. 4. – Р. 532–534.
Andrianov I. Asymptotic investigation of corrugated elements with quesi-periodic structures / Andrianov I., Awrejcewicz J., Diskovsky A. // 10th Conference on Dynamical Systems. Theory and Applications (DSTA 2009), Łódź, December 7-10, 2009 : рroceedings / Technical University of Lodz ; eds. J. Awrejcewicz, M. Kazmierczak, P. Olejnik, J. Mrozowski. – Poland, 2009. – Vol. 2. – Р. 523–532.
Andrianov I. Homogenization of the functionally-graded materials / Andrianov I., Awrejcewicz J., Diskovsky A. // 11th Conference on Dynamical Systems. Theory and Applications (DSTA 2011), Łódź, December 5-8, 2011 : рroceedings / Technical University of Lodz ; eds. J. Awrejcewicz. – Poland, 2011. – Р. 55–62. – Available at: http://www.academia.edu/22581684/Homogenization_of_the_functionally-graded_materials.
Andrianov I. V. Sensitivity analysis in design of constructions made of functionally-graded materials / Andrianov I. V., Awrejcewicz J., Diskovsky A. A. // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part C : Journal of Mechanical Engineering Science. – 2013. – Vol. 227, iss. 1. – Р. 19–28.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство роботи та передають журналу право першої публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право самостійно укладати додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження наукової роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу передбачає можливість розміщення авторами рукопису в мережі Інтернет (наприклад, у електронних сховищах інформації або на веб-сайтах), оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Договір про передачу авторського права
