Уравнение состояния полимерного композита, армированного S2 стекловолокном

Бесплатный доступ

Представлены результаты построения полуэмпирического уравнения состояния полимерного композита, армированного S2 стекловолокном. Уравнение состояния включает в себя тепловую и холодную составляющие. Для описания холодной составляющей уравнения состояния было проведено обоснование выбора формы (m и n) потенциала межмолекулярного взаимодействия, адекватно описывающего структуру взаимодействий в компонентах композиционного материала. Для описания тепловой составляющей данного уравнения состояния свободная энергия Гельмгольца определялась в приближении Дебая. При построении уравнения состояния было показано, что уравнение состояния полимерного композита, армированного S2 стекловолокном, может быть представлено в форме Ми-Грюнайзена. Предложен вид зависимости коэффициента Грюнайзена от объема и подход к определению коэффициента Грюнайзена при начальных условиях проведения эксперимента по ударно-волновому воздействию на композиционный материал. Построены экспериментальные и расчетные ударные адиабаты полимерного композита, армированного S2 стекловолокном. Равенство первой и второй производных экспериментальной и теоретической ударных адиабат в точке, определяющей начальное состояние композитного материала, позволило определить коэффициенты, входящие структуру (m и n) потенциала межмолекулярного взаимодействия компонентов композиционного материала. Сравнение давлений, рассчитанных по определенному в работе уравнению состояния полимерного композита, армированного S2 стекловолокном, с экспериментальной ударной адиабатой показало, что они совпадают с расхождением менее 1 %.

Еще

Уравнение состояния, энергия гельмгольца, приближениедебая, коэффициент грюнайзена, уравнение ми-грюнайзена

Короткий адрес: https://sciup.org/147234114

IDR: 147234114   |   DOI: 10.14529/mmph200307

Список литературы Уравнение состояния полимерного композита, армированного S2 стекловолокном

  • Neubrand, A. Gradient materials: an overview of a novel concept / A. Neubrand, J. Rodel // Zeitschrift fur Metallkunde. - 1997. - Vol. 88, № 5. - P. 358-371.
  • Влияние структурных неоднородностей углерод-углеродных композиционных материалов тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов на разбросы обгарных форм / М.Г. Булыгин, Г.Ф. Костин, Н.Н. Тихонов и др. // Конструкции из композиционных материалов. - 2004. -№ 3. - С. 3-15.
  • Barker, L.M. A Model for Stress Wave Propagation in Composite Materials / L.M. Barker // J. Composite Materials. - 1971. - Vol. 5, Iss. 2. - P. 140-162.
  • Holmes, B.S. Steady shock waves in composite materials / B.S. Holmes, F.K. Tsou // J. Appl. Phys. - 1972. - Vol. 43, Iss. 3. - P. 957-961.
  • Lundergan, C.D. Propagation of Stress Waves in a Laminated Plate Composite / C.D. Lundergan, D.S. Drumheller // Journal of Applied Physics. - 1971. - Vol. 42, Iss. 2. - P. 669 - 675.
  • Munson, D.E. Stress-wave propagation in Al2O3-epoxy mixtures / D.E. Munson, R.R. Boade, K.W. Schuler // J. Appl. Phys. - 1978. - Vol. 49, Iss. 9. - P. 4797-4807.
  • Munson, D.E. Steady wave analysis of wave propagation in laminates and mechanical mixtures / D.E. Munson, K.W. Schuler // Journal of Composite Materials. - 1971. - Vol. 5, Iss. 3. - P. 286-304.
  • Oved, Y. Shock wave propagation in layered composites / Y. Oved, G.E. Luttwak, Z. Rosenberg // Journal of Composite Materials. - 1978. - Vol. 12, Iss. 1. - P. 84-96.
  • Shock compression behavior of a S2-glass fiber reinforced polymer Composite / L. Tsai, F. Yuan, V. Prakash, D P. Dandekar // J. Appl. Phys. - 2009. - Vol. 105, Iss. 9. - P. 093526-1-09352611.
  • Китайгородский, А.И. Молекулярные кристаллы / А.И. Китайгородский. - М: Наука, 1971. - 424 с.
  • Бушман, А.В. Модели уравнения состояния вещества / А.В. Бушман, В.Е. Фортов // Успехи физических наук. - 1983. - Т. 140, № 6. - С. 177-232.
  • Жарков, В.Н. Уравнения состояния при высоких температурах и давлениях / В.Н. Жарков, В.А. Калинин. - М.: Наука, 1968. - 311 с.
  • Olinger, B. The isothermal linear and volume compression of pentaerythritol tetranitrate (PETN) to 10 GPa (100 kbar) and the calculated shock compression / B. Olinger, P.M. Halleck, H.H. Cady // J. Chem. Phys. - 1975. - Vol. 62, Iss. 11. - P. 4480-4483.
  • Дорогокупец, П.И. Почти абсолютные уравнения состояния алмаза, AG, AL, AU, CU, MO, NB, PT, TA, W для квазигидростатических условий / П.И. Дорогокупец, Т.С. Соколова, Б.С. Данилов, К.Д. Литасов // Геодинамика и тектонофизика. - 2012. - Т. 3, № 2. - С. 129-166.
  • Уравнения состояния форстерита, вадслеита, рингвудита, акимотоита, MgSiO3-перовскита и постперовскита и фазовая диаграмма системы Mg2SiO4 при давлениях до 130 ГПа / П.И. Дорогокупец, А.М. Дымшиц, Т.С. Соколова и др. // Геология и геофизика. - 2015. - Т. 56, № 1-2. - С. 224-246.
  • Дорогокупец, П.И. Внутренняя ангармоничность уравнениях состояния твердых веществ / П.И. Дорогокупец, А.Р. Оганов // Доклады Академии наук. - 2004. - Т. 394, № 6. - С. 804-807.
  • Dorogokupets, P.I. Thermodynamic functions at zero pressure and their relation to equations of state of minerals / P.I. Dorogokupets // American Mineralogist. - 2000. - Vol. 85, № 2. - С. 329-337.
  • Дорогокупец, П.И. Термическое уравнение состояния минералов / П.И. Дорогокупец, И.К. Карпов, В.В. Лашкевич // Записки Всесоюзного минералогического общества. - 1988. -Т. 117, № 3. - С. 334-344.
  • Базаров, И.П. Термодинамика / И.П. Базаров. - М.: Высшая школа, 1991. - 375 с.
  • Ландау, Л.Д. Статистическая физика. Ч. I / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Наука, 1976. -583 с.
  • Ковалев, Ю.М. Определение вида коэффициента Грюнайзена для молекулярных кристаллов / Ю.М. Ковалев // Доклады Академии наук. - 2005. - Т. 403, № 4. - С. 475-477.
  • Ковалев Ю.М. Функция Грюнайзена для твердых взрывчатых веществ / Ю.М. Ковалев // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов. - 2005. - № 2. - С. 55-59.
  • Ковалев, Ю.М. Определение температурной зависимости изобарического коэффициента объемного расширения для некоторых молекулярных кристаллов нитросоединений / Ю.М. Ковалев // Инженерно-физический журнал. - 2018. - Т. 91, № 6. - С. 1653-1663.
  • A Universal Equation of State for Solids / P. Vinet, J.R. Smith, J. Ferrante, J.H. Rose // Journal of Physics C: Solid State Physics. - Vol. 19, no. 20. - L467-L473.
Еще
Статья научная