ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ПОР ПРИ ИНДЕНТИРОВАНИИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Аннотация

Исследование в материале с пустотами или незаполненными порами функции относительного объема незаполненных пор под действием нагрузки проводится на примере решения статической контактной задачи об индентировании слоя из материала с микроструктурой в виде пустот или незаполненных пор. Жесткий полосовой индентор с плоской формой основания вдавливается в слой из материала с пустотами, который сцеплен по нижней поверхности с недеформируемым основанием. Сформулированная пространственная задача об индентировании слоя из материала с незаполненными порами сведена к решению плоской контактной задачи об индентировании полосы из того же материала. Плоская контактная задача сведена к решению интегрального уравнения I рода типа свертки Фурье относительно неизвестных контактных напряжений. Разностное ядро интегрального уравнения имеет логарифмическую особенность. Дифференцированием и обращением сингулярной составляющей уравнение приводится к уравнению II рода, решение которого построено методом последовательных приближений в виде асимптотического разложения по безразмерному параметру задачи. Полученное решение интегрального уравнения (контактные напряжения) и сила, действующая на индентор, позволили исследовать влияние изменения неклассических модулей материала слоя с незаполненными порами – модуля связанности и модуля жесткости пор – как на основные характеристики контакта, так и на распределение функции относительного объема пор. Увеличение модуля связанности приводит к увеличению податливости материала слоя с порами, а увеличение модуля жесткости пор приводит к увеличению жесткости материала слоя с порами, что согласуется со свойствами пористых материалов. Исследования также показали, что максимальное значение функции распределения относительного объема пор в материале слоя с порами достигается под центром основания индентора независимо от изменения неклассических модулей материала с порами.