Визначення механічних властивостей 3d-друкованих полімерних виробів методами структурної механіки

Анотація

Сформульовано математичні моделі задач напружено-деформованого стану (НДС) для моделювання випробувань зразків полімерних композитів, отриманих методом пошарового наплавлення fused deposition modeling; FDM), у наближеннях ізотропного і ортотропного середовищ та розроблено відповідні числові моделі розв’язання цих задач. Розроблено алгоритм розв’язання оберненої задачі НДС для визначення ефективних механічних властивостей композитних виробів, надрукованих за методом FDM, який базується на отриманні осереднених розв’язків задач НДС для гетерогенного ізотропного середовища і використанні закону Гука для гомогенного ортотропного середовища. Проведено числові експерименти з визначення ефективних механічних властивостей зразків композитних полімерних матеріалів в наближенні ортотропного гомогенного середовища. Виконано порівняння отриманих результатів з даними, одержаними за аналітичними залежностями для визначення ефективних механічних властивостей композитних матеріалів. Отримано залежності ефективних механічних властивостей полімерних композитів від об’ємної частки армувального волокна, що потрібно для оперативного прогнозування механічних характеристик під час розробки нових матеріалів.