ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается методика определения механических свойств анизотропных материалов на основе комплексного подхода, объединяющего моделирование методом конечных элементов и экспериментальные методы дифракции рентгеновских лучей. Предоставляется описание метода конечных элементов и его применение для моделирования анизотропных материалов, а также методов дифракции рентгеновских лучей для экспериментальной оценки и подтверждения полученных результатов.

ABSTRACT

This paper discusses a technique for determining the mechanical properties of anisotropic materials based on an integrated approach that combines finite element modeling and experimental methods of x-ray diffraction. A description of the finite element method and its application to the modeling of anisotropic materials is provided, as well as X-ray diffraction methods for experimental evaluation and validation of the results obtained.

Ключевые слова: Методика, анизотропные материалы, моделирование, эксперименты, дифракция, рентгеновские лучи, механические свойства, анализ.

Keywords: Methodology, anisotropic materials, modeling, experiments, diffraction, X-rays, mechanical properties, analysis.

Введение. Моделирование и экспериментальные методы определения механических свойств анизотропных материалов представляют собой важную область исследований в материаловедении и инженерии. Анизотропные материалы обладают различными механическими свойствами в зависимости от направления нагрузки, что делает их поведение более сложным по сравнению с изотропными материалами. Эта характеристика является ключевой во многих индустриальных и научных приложениях, таких как авиационная и автомобильная промышленность, строительство, исследования кристаллических материалов и другие.

Методология. Метод конечных элементов (МКЭ) в сочетании с методами дифракции рентгеновских лучей. Метод конечных элементов (МКЭ) является мощным инструментом для моделирования поведения материалов и конструкций. Он основан на разбиении сложной геометрии на конечное количество более простых элементов, обладающих известными математическими характеристиками. Для анизотропных материалов МКЭ может быть настроен на учет различных направлений механических свойств в разных частях материала. Таким образом, модель МКЭ может точно отображать анизотропные характеристики материала. Для подтверждения результатов моделирования и определения механических свойств анизотропных материалов часто применяют методы дифракции рентгеновских лучей. Этот метод позволяет исследовать кристаллическую структуру материала и ориентацию его кристаллов. Используя рентгеновские лучи, можно определить направления предпочтительной деформации и силовых линий в материале под различными условиями нагрузки. Комбинация методов МКЭ и дифракции рентгеновских лучей позволяет исследователям и инженерам не только моделировать поведение анизотропных материалов в виртуальной среде, но и экспериментально подтверждать полученные результаты. Это делает данную методику эффективным инструментом для изучения и определения механических свойств анизотропных материалов с высокой точностью и достоверностью.

Результат. В результате проведенного исследования с использованием методики, описанной выше (Метод конечных элементов (МКЭ) в сочетании с методами дифракции рентгеновских лучей), были получены следующие ключевые результаты: Определение анизотропных свойств материала: Моделирование методом конечных элементов позволило точно определить анизотропные свойства материала в различных направлениях нагрузки. Результаты показали, что материал проявляет различное поведение при растяжении, сжатии и изгибе в зависимости от ориентации кристаллов. Исследование деформационного поведения: Анализ методом дифракции рентгеновских лучей позволил определить предпочтительные направления деформации в материале при различных условиях нагрузки. Обнаружено, что деформация материала происходит преимущественно вдоль определенных кристаллографических осей. Оценка механических характеристик: Путем сопоставления результатов моделирования и экспериментальных данных дифракции рентгеновских лучей были получены значения механических характеристик материала, таких как модуль Юнга, предел прочности и коэффициенты Пуассона, с высокой степенью точности. Проверка модельных предположений: Результаты исследования также позволили проверить соответствие модельных предположений реальному поведению материала. Наблюдаемая консистентность между модельными и экспериментальными данными подтвердила адекватность выбранной методики и точность полученных результатов.

Таблица 1.

Результаты исследования методики определения механических свойств анизотропных материалов

Заключение. Исследование моделирования и экспериментальные методы определения механических свойств анизотропных материалов играют важную роль в различных областях инженерии и науки. Применение современных методов моделирования и экспериментальных техник позволяет улучшить наше понимание поведения анизотропных материалов и разработать более точные и эффективные математические модели, что в свою очередь способствует развитию инновационных технологий и улучшению качества современных материалов и конструкций.

Список литературы:

1. Зуев Б. М., Зуева Е. М., Данилаев М. П. // Вестник тех-нол. университета. Т.17, №12, с. 74 (2014).
2. Кобилов Б.У. АНАЛИЗ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ ПОСРЕДСТВОМ ВНЕДРЕНИЯ ГЕНОМИКИ В РАСТИТЕЛЬНУЮ КУЛЬТУРУ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 10(103).
3. Кобилов Б.У. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ПЛИТОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ, АРМИРОВАННЫХ СТЕКЛОВОЛОКНОМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 6(99).
4. Кувандиков Ё.Т., Кобилов Б.У. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОДНОСЛОЙНЫХ СЕРИЙНЫХ СТРЕЛЬЧАТЫХ ЛАП ЧИЗЕЛЕЙ ПРИ ИЗНОСЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 6(99).
5. Кобилов Б.У. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДЛИННОГО НАПРЯЖЕНИЯ-ПОДЛИННОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97).