Об использовании нанотехнологий создании авиационных композиционных материалов

по сравнению с композиционным материалом, в котором армирование алюминия производится углеродными нанотрубками, расположенными случайным образом.

В [6] дан обзор работ, посвященных известным исследованиям, в том числе, отмечаются указанные выше свойства композиционных материалов, изготовленных с применением армирования алюминия углеродными нанотрубками.

В статье [7] рассматривается влияние углеродных нанотрубок, входящих в состав композиционных материалов на основе алюминия, на процессы возникновения в таких материалах и последующего развития в них микротрещин.

В статье [8] раскрывается значительный потенциал использования композиционных наноматериалов в авиации, в частности, снижение при этом веса конструкции при повышении ее прочности и коррозионной стойкости, а также улучшение многих других эксплуатационных характеристик материалов.

Работа [9] посвящена исследованию алюминиевых ячеек, армированных углеродными нанотрубками. Число работ, посвященных композиционным материалам, изготовленных с помощью армирования алюминия или титана наночастицами, например, углеродными нанотрубками, растет. В этих работах предлагается расширение применения таких материалов в авиации, что делает необходимым развитие методов анализа напряженно-деформированного состояния деталей, изготовленных из них. Подобный анализ, основанный на использовании численных методов, требует получения приближенных решений как для кинематических факторов (перемещений, скоростей, деформаций, скоростей деформаций), так и для силовых факторов (напряжений), а также для температуры, одного порядка точности. Классические численные методы, в частности, основанные на вариационном принципе Лагранжа, не позволяют получать приближенные решения

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 18, № 4(3), 2016

для деформаций и напряжений такого же порядка точности, характеризующего приближенные решения для перемещений.

Решение проблемы построения требуемых приближенных решений для кинематических и силовых факторов, а также для температуры, связано с применением смешанных численных методов [10], основанных на применении вариационных принципов Рейсснера и Ху-Васидзу и на использовании ортогональных финитных функций [10, 11].

Пути развития нанотехнологий в авиации связаны, в частности, с применением при армировании алюминия или титана наночастиц, упорядоченных различным образом, особенно вблизи и на поверхности композиционного материала, и с исследованием влияния характера расположения наночастиц, например нанотрубок, на свойства композиционных материалов. Рекомендуются исследования влияния длины, радиуса, хиральности, числа слоев нанотрубок на свойства композиционных материалов. Математические модели, дающие описание механических свойств таких материалов, определяются характером смешанных численных методов и относятся к классу смешанных постановок краевых и эволюционно-краевых задач.