НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ПОЧВОГРУНТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ | Опубликовать статью РИНЦ

Гаврилин И.И. 1, Шигапов А.М. 2 1 Кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры Техносферная безопасность; 2 Аспирант, Уральский государственный университет путей сообщения, Екатеринбург НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ПОЧВОГРУНТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ Аннотация В статье представлены результаты исследований биодеградации нефтяного загрязнения почвогрунтов при использовании структурообразующих субстратов (углеродсодержащих веществ). Рассмотрены перспективы использования метода фиторемедиации в очистке…

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СОЦИАЛЬНО-ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ СТУДЕНТОВ-ПЕРВОКУРСНИКОВ | Опубликовать статью РИНЦ

Останкина Е.Н.1 Украинченко М.А.2 1Доцент, Череповецкий государственный университет; 2Студент, Череповецкий государственный университет АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СОЦИАЛЬНО-ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ СТУДЕНТОВ-ПЕРВОКУРСНИКОВ Аннотация В статье рассмотрено – критерии анализа состояния социально-психического здоровья, соотношение внутренних факторов риска социально-психического здоровья у студентов-первокурсников ЧГУ отдельных направлений подготовки, направления коррекционной работы. Ключевые слова: социально-психическое здоровье, внутренние факторы риска, студенты-первокурсники. Ostankina E.N. 1 Ukrainchenko M.A.2…

ЭТНОПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ САМОАКТУАЛИЗАЦИИ В ЮНОШЕСКОМ ВОЗРАСТЕ | Опубликовать статью РИНЦ

Погорелова В.А. Старший преподаватель, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» ЭТНОПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ САМОАКТУАЛИЗАЦИИ В ЮНОШЕСКОМ ВОЗРАСТЕ Аннотация В статье рассмотрены особенности ценностных ориентаций как базовой характеристики самоактуализированной личности. Представлены результаты исследования ценностей самоактуализации в зависимости от этнокультурных особенностей. Ключевые слова: ценностные ориентации, самоактуализация, этническая аффилиация, этнос. Pogorelova V.A. senior lecturer, North Caucasian Federal University ETHNOPSYCHOLOGICAL FEATURES…

ЛИЧНОСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТУДЕНТОВ-ПСИХОЛОГОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ САМОРЕГУЛЯЦИИ | Опубликовать статью РИНЦ

Полушкина И.В. Кандидат психологических наук, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина ЛИЧНОСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТУДЕНТОВ-ПСИХОЛОГОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ САМОРЕГУЛЯЦИИ Аннотация Цель данного исследования заключается в выявлении специфики личностных особенностей у студентов-психологов с разным уровнем саморегуляции. Результаты исследования могут быть положены в основу разработки рекомендаций по развитию у студентов саморегуляции и применятся в работе практических психологов, педагогов высших учебных заведений.…

ПРОБЛЕМА ИНТЕРПРЕТАЦИИ ТЕМЫ ВОСТОКА В ЭСКИЗАХ ТЕАТРАЛЬНОГО КОСТЮМА И МОДНОЙ ИЛЛЮСТРАЦИИ НАЧАЛА ХХ ВЕКА | Опубликовать статью РИНЦ

Лапик Н.А. Аспирант, Санкт-Петербургский Государственный Университет Культуры и Искусств ПРОБЛЕМА ИНТЕРПРЕТАЦИИ ТЕМЫ ВОСТОКА В ЭСКИЗАХ ТЕАТРАЛЬНОГО КОСТЮМА И МОДНОЙ ИЛЛЮСТРАЦИИ НАЧАЛА ХХ ВЕКА Аннотация  Статья посвящена проблеме интерпретации темы Востока в эскизах театрального костюма начала ХХ века и модной иллюстрации. В статье произведен стилистический анализ эскизов театральных костюмов Бакста и других художников и сравнение этих…

ДИЗАЙН-КОНЦЕПЦИЯ КАК ХУДОЖЕСТВЕННО-КОМПОЗИЦИОННАЯ МОДЕЛЬ В КОНТЕКСТЕ ДИЗАЙН-ОБРАЗОВАНИЯ. ВЕРБАЛЬНАЯ И ВИЗУАЛЬНАЯ СОСТАВЛЯЮЩИЕ | Опубликовать статью РИНЦ

Мереняшева М. А. Доцент, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства ДИЗАЙН-КОНЦЕПЦИЯ КАК ХУДОЖЕСТВЕННО-КОМПОЗИЦИОННАЯ МОДЕЛЬ В КОНТЕКСТЕ ДИЗАЙН-ОБРАЗОВАНИЯ. ВЕРБАЛЬНАЯ И ВИЗУАЛЬНАЯ СОСТАВЛЯЮЩИЕ Аннотация Статья акцентирует значимость дизайн-концепции как смыслообразующей художественно-композиционной модели, обучающей профессиональному мышлению – органичному совмещению образного и системного начал, на которых базируется дизайнерская Интуиция. Рассматривается важность ее вербальной и визуальной составляющих для овладения целостностью…

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ РАСПЛАВА ВОССТАНОВИТЕЛЯ НА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДА КАЛЬЦИЯ | Опубликовать статью РИНЦ

Фалин В.В.1, Минков А.О.2, Сухарев А.В.3, Тарасов В.П.4 1Аспирант НИТУ «МИСиС»; 2науч. сотр. ООО Фирма «Вак ЭТО»; 3зам. ген. директора, ООО Фирма «Вак ЭТО»; зав. каф. цветных металлов и золота, НИТУ «МИСиС». ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ РАСПЛАВА ВОССТАНОВИТЕЛЯ НА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДА КАЛЬЦИЯ Аннотация Проведены исследования металлотермического восстановления оксида кальция алюминием и чугуном в одинаковых условиях…

ВЛИЯНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ НЕПРЕРЫВНО-ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ РЕЛЬСОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛИ | Опубликовать статью РИНЦ

Симачёв А.С. Аспирант, Сибирский государственный индустриальный университет ВЛИЯНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ НЕПРЕРЫВНО-ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ РЕЛЬСОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛИ Аннотация В статье рассмотрены виды неметаллических включений, находящихся в различных зонах непрерывно-литой заготовки, их влияние на высокотемпературную пластичность. Ключевые слова: непрерывно-литая заготовка, рельсовая электросталь, неметаллические включения, высокотемпературная пластичность. Simachev A.S. Postgraduate student, Siberian State Industrial University THE INFLUENCE…

ОСОБЕННОСТИ ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ ПОДГОТОВКИ ФБГОУ ВПО «ЧГУ» | Опубликовать статью РИНЦ

Кочнев А.О.1, Кудрявцева А. К.2 1К.п.н., доцент кафедры транспортных средств и техносферной безопасности ФБГОУ ВПО Череповецкий государственный университет; 2доцент кафедры электроэнергетики и электротехники ФБГОУ ВПО Череповецкий государственный университет ОСОБЕННОСТИ ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ ПОДГОТОВКИ ФБГОУ ВПО «ЧГУ» Аннотация В статье поднимается вопрос об основных направлениях воспитательной работы со студентами технических специальностей ФБГОУ ВПО Череповецкий…

ИЗУЧЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ НАГРЕВЕ ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА | Опубликовать статью РИНЦ

Пашинский В.В.1, Субботина М.Г.2

1Аспирант; 2доктор технических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет»

ИЗУЧЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ НАГРЕВЕ ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Аннотация

В статье исследовано изменение термических напряжений <σ> в композите Ni-TiC с содержанием TiC 7-52об.% при t=200…1000ºС. Установлено, что значения <σ> равны 8,3…10,5 Н/мм2. При t<500°С напряжения возрастают, а при t=500…1000°С – снижаются.

Ключевые слова: композиционный материал, никель, карбид титана, термические напряжения.

Pashynsky V.V.1, Subbotina M.G.2

1Postgraduate student; 2D.Sci. (Eng.) Public higher education institution, Donetsk National Technical University

THE STUDY OF THE THERMAL STRESS IN DISPERSION-HARDENED COMPOSITE MATERIAL WHILE HEATING

Abstract

The average thermal stress <σ> in composite material Ni-TiC with 7-52vol.% of TiC at 200…1000ºC was studied in the article. It was proved that <σ> value was equal to 8,3…10.5 N/mm2. The thermal stress was increasing while temperature was growing up to 500ºC, but when temperature gained 500ºC the stress began to decrease up to 1000ºC.

Keywords: composite materials, nickel, titanium carbide, thermal stress.

Одним из актуальных вопросов проектирования композиционных материалов является исследование локальных напряжений при внешних воздействиях различного вида. Большой интерес представляет установление результирующего влияния изменения объемов элементов неоднородностей (включений). Эти изменения могут быть вызваны различными факторами, например, температурой.

В данной работе были рассмотрены композиционные материалы, состоящие из металлической матрицы и тонкодисперсных тугоплавких частиц, не растворяющихся в основном металле (дисперсно-упрочненные материалы).

Целью работы было установление уровня термических напряжений в зависимости от доли включений карбида к материале при  нагреве.

Физико-математическое описание дисперсноупрочненного КМ

В работе были приняты следующие допущения: матрица и материал включений изотропны; упрочняющие частицы шарообразной формы; частицы расположены в матрице равномерно.

В большинстве случаев положение включений в объеме матрицы случайно, однако в целом материал является статистически однородным. Таким образом, выполняется гипотеза эргодичности, а значит, можно выделить некоторый усредненный объем, который можно назвать элементарным, где находится одно сферическое включение (рис. 1).

04-10-2019 18-01-26

Рис. 1 – Схема расположения упрочняющих частиц в сплаве

Отдельное включение занимает объем куба с гранью l=2(h+R); объем элементарной ячейки V=l3=8(h+R)3. В дальнейшим индекс «в» обозначает величины, относящиеся к включениям, а «м» – к матрице.

Концентрация включений составляет 04-10-2019 18-04-40 . Таким образом, параметр h/R – характеристика микроструктуры КМ и равен 04-10-2019 18-04-58. Очевидно, что при 04-10-2019 18-05-15. Минимальное значение концентрации включений характеризует случай, когда h/R→∞, откуда νВ→0. Данный диапазон концентрации включений соответствует границам применимости методов расчета свойств двухкомпонентных дисперсно-упрочненных КМ. В реальном композите объемное содержание упрочняющих частиц может быть значительно больше 52%, т.к. форма упрочняющих частиц далека от идеальной сферы, а сами частицы могут формировать непрерывный скелет.

Для расчета усредненных по объему термических напряжений можно воспользоваться уравнениями теории механики неоднородных сред для композита, в котором упругие модули матрицы меньше аналогичных модулей включений (случай «мягкая матрица – жесткие включения») [1-3]:

04-10-2019 18-09-36

где r – радиус-вектор случайной точки среды

υВи υМ – объемные доли включений и матрицы соответственно;

KМ, KВ – объемные модули упругости матрицы и включений соответственно;

αВи αМ– коэффициент теплового расширения включений и матрицы соотвественно;

δi,j – символ Кронекера (тензор второго ранга);

ΔT – изменение температуры;

04-10-2019 18-10-43

μМ– сдвиговый модуль упругости матрицы.

Материал и методика

Моделирования был выбран композит, состоящий из никелевой матрицы и дисперсных частиц карбида титана при его объемном содержании от 7 до 52%.

Исходные данные:

  1. размер частиц карбида титана R=0,005 мм
  2. межчастичное расстояние H=0…0,1 мм
  3. температура нагрева ΔТ=200…1000°С с шагом 100°С
  4. модуль нормальной упругости никеля в зависимости от температуры приведен в таблице 1.
  5. модуль сдвига никеля μ=73 ГПа
  6. модуль нормальной упругости карбида титана К=460 ГПа
  7. модуль сдвига карбида титана μ=410 ГПа
  8. температурный коэффициент термического расширения никеля и карбида титана (табл. 1). При дальнейших расчетах используется функция интерполяции для определения температурного коэффициента при заданных температурах.

При дальнейших расчетах используется функция интерполяции для определения модулей упругости при заданных температурах.

Таблица 1 – Свойства Ni и TiC при различных температурах [4-6]

Ni Т,°С

К, ГПа

-269 20 120 200 300 380 480 520 590
240 196 200 163,8 172,5 190,7 190,7 187 181,5
Т,°С

α, 106,°С-1

-0,15 299,85 369,85 389,85 399,85 599,85
13,5 16,6 26 15 17,6 17,8
TiС Т,°С

α, 106,°С-1

-23,15 26,85 226,85 426,85
7,35 7,72 7,63 7,79

Расчет средних термических напряжений в материале в зависимости от температуры нагрева и объемного содержания включений карбида был проведен согласно приведенному ранее физико-математическому описанию с использованием пакета программ MathCad v14.

Результаты и обсуждение

В результате моделирования были получены расчетные зависимости температурных напряжений в материале в зависимости от объемной доли включений карбида титана в матрице из никеля. Установленные зависимости приведены на рис. 2.

04-10-2019 18-13-17

Рис.2 – Зависимость напряжений в композиционном материале от объемной доли включений карбида титана в матрице из никеля при температуре 200…500°С (а) и 600…1000°С (б)

На основании полученных результатов можно утверждать, что зависимость напряжений, вызванных нагревом, не является линейной относительно концентрации элементов неоднородности. Рост напряжений связан с увеличением доли частиц второй фазы прямопропорционально.

При увеличении температуры изменение напряжений носит более сложный характер. При увеличении температуры до 500°С напряжения в материале возрастают, а свыше 500°С до 1000°С – снижаются. Такие результаты могут быть обусловлены исходными значениями физических величин, которые являются справочными.

Установленные значения напряжений колеблются в пределах 8,3…10,5 Н/мм2.

Заключение

В результате проведенного моделирования были получены данные о термических напряжениях в композиционном материале на основе никеля с включениями карбида титана (радиусом 5 мкм) при температуре 200…1000°С.

Были установлены следующие закономерности:

  • Зависимость напряжений, вызванных нагревом, не является линейной относительно концентрации частиц карбида титана.
  • Рост напряжений связан с увеличением доли частиц второй фазы прямопропорционально.
  • При увеличении температуры до 500°С напряжения в материале возрастают, а свыше 500°С до 1000°С – снижаются.

Полученные значения напряжений лежат в диапазоне 8,3…10,5 Н/мм2.

Используемый метод моделирования является достаточно чувствительным как к исходным значениям физических и механических величин, так и к методам прогнозирования этих значений для высоких температур нагрева. Следовательно, уменьшение погрешности, вносимой указанными факторами, является направлением для дальнейшего совершенствования данного метода установления уровня термических напряжений в композиционных материалах.

Литература

  1. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Сычев А.П., Яковлев В.Б. Напряженное состояние композиционных материалов в условиях воздействия термодинамических факторов // Вестник Южного научного центра РАН. – 2005. – № 4. – с. 9-13.
  2. Кузнецов С.В. Эффективные тензоры упругости дисперсных композитов // Прикладная математика и механика. – 1993. – вып.1. – с.103-109.
  3. Ошмян В.Г, Кнунянц Н.Н., Товмавсян Ю.М., Тополкараев В.А., Маневич Л.И. Теоретико-экспериментальное исследование статистического деформирования дисперсно-наполненных композитов // Механика композиционных материалов. – 1984. – № 3. – с.431-438.
  4. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М. Металлургия, 1977, 496 с.
  5. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник. М.: Атомиздат, 1968, 485 с.
  6. Дриц М.Е. Свойства элементов. Справоник. М.: Металлургия, 1985, 672 с.