МЕХАНИКА

Механическое поведение трехслойных структур из алюминиевого сплава со слоями ауксетического метаматериала при динамических воздействиях в диапазоне температур от 153 до 473 К

В. В. Скрипняк, Е. Г. Скрипняк, В. А. Скрипняк

Томский государственный университет, Томск, Россия

Аннотация: Цель исследования - изучение деформации, разрушения и возможности поглощения энергии трехслойными структурами с прослойкой из ауксетического метаматериала при динамических нагрузках в диапазоне температур от 153 до 473 К. Исследовался отклик слоистых структур из алюминиевого сплава 1520 на динамические нагрузки при ударно-импульсных воздействиях и циклическом знакопеременном нагружении в зависимости от начальных температур. Рассмотрены трехмерные слоистые структуры с прослойкой ауксетического метаматериала, обладающие способностью эффективно поглощать и рассеивать энергию импульсных и циклических воздействий в температурном диапазоне от 153 до 473 К. Показано, что изменение диссипативных свойств рассмотренных трехслойных структур при динамических воздействиях обусловлено как уплотнением слоя ауксетического метаматериала, так и повреждением и разрушением его каркасных элементов. Резкое снижение коэффициента диссипации энергии при импульсном нагружении структур происходит при превышающей 69% деформации сжатия слоя ауксетического метаматериала с рассмотренными топологическими характеристиками. Влияние повышения температуры за счет диссипации энергии в условиях рассмотренных динамических воздействий на геометрические параметры метаматериала и его физико-механические и теплофизические характеристики незначительно. Более существенным является влияние изменения характеристик за счет вариации начальной температуры в диапазоне от 153 до 473 К.

Ключевые слова: слоистые структуры, ауксетический метаматериал, импульсные нагрузки, поглощение энергии, диссипативные свойства, влияние температуры.

УДК: 539.3

Статья поступила: 22.10.2024
Статья принята в печать: 7 февраля 2025 г.

DOI: 10.17223/19988621/93/14