В статье представлены результаты циклических и статических механических испытаний на растяжение и кручение образцов, выращенных в разных направлениях методом селективного лазерного сплавления из алюминиевого порошка АСП35. Представлены результаты макро- и микроструктурных исследований полученного аддитивного алюминиевого сплава AlSi10Mg. Показано, что в массиве наплавленного алюминиевого сплава присутствуют поры различных размеров и несплавленные частицы алюминиевого порошка. Образцы для испытаний на кручение и растяжение были изготовлены из выращенных цилиндрических заготовок методом механической обработки. Для циклических испытаний на растяжение была выбрана корсетная форма рабочей части образца в следствие высокой чувствительности полученного сплава AlSi10Mg к концентрации напряжений. Испытания на усталость при кручении проводились на образцах с цилиндрической рабочей частью. Проведены серии циклических испытаний при растяжении и кручении в области многоцикловой усталости в режиме мягкого нагружения при симметричном цикле напряжений. Построены кривые усталости при растяжении и кручении для разных ориентаций выращенных образцов. Проведено сопоставление значений коэффициентов анизотропии механических свойств при усталостном растяжении и кручении и коэффициентов анизотропии при статических испытаниях на растяжение и кручение. Обнаружено, что при циклическом кручении коэффициент анизотропии свойств имеет наибольшее значение, чем при статических испытаниях и циклических испытаниях при растяжении. По результатам циклических испытаний на растяжение определен предел выносливости рассматриваемого алюминиевого сплава для всех направлений выращивания образцов. Проведен анализ поверхностей излома образцов после циклических испытаний на растяжение. Показано, что на циклическую долговечность наибольшее влияние оказывают дефекты в виде пор и нерасплавленных частиц алюминиевого порошка.

Рассматриваются плоские контактные задачи для изотропного однородного упругого клина, на биссектрисе которого расположено тонкое жесткое включение конечной длины. Внешние грани клина находятся в условиях жесткой или скользящей заделки. Задачи симметричны относительно биссектрисы клина. Включение полностью сцеплено с упругой средой в области контакта. К включению приложена касательная сила, под действием которой оно смещается вдоль биссектрисы на заданную величину. При помощи интегрального преобразования Меллина контактные задачи сводятся к интегральным уравнениям относительно касательных контактных напряжений, из которых предельными переходами можно получить интегральные уравнения соответствующих задач для упругой полосы. Частными случаями также являются задачи об одном или двух включениях в упругой плоскости. Вводится основной безразмерный геометрический параметр, характеризующий относительную удаленность включения от вершины клина. Для решения интегральных уравнений применяются три метода. Первый метод состоит в получении замкнутого решения, основанного на специальной аппроксимации символа ядра. Второй метод, регулярный асимптотический, включает разложение решения по степеням малого параметра и эффективен для включений, относительно удаленных от вершины клина. Третий метод, сингулярный асимптотический, связан с разложением решения на несколько частей и решением интегральных уравнений ВинераХопфа. Берется вырожденное решение и суперпозиция решений типа погранслоя. Этот метод работает для включений, расположенных относительно близко к вершине клина. При помощи трех методов проводится численный анализ для различных типов граничных условий, значений угла клина, коэффициента Пуассона и основного безразмерного параметра.

Одной из первых двухуровневых физически-ориентированных моделей, предназначенных для описания пластического деформирования, была жесткопластическая модель Дж.И.Тейлора, математическое обоснование которой впоследствии представлено в работах Дж.Бишопа и Р.Хилла. Различные варианты моделей, базирующихся на основных положениях этих пионерских работ, в литературе принято называть моделями типа Тейлора – Бишопа – Хилла (ТБХ). Несмотря на распространенность моделей типа ТБХ, они не лишены недостатков (наличие связи – условие несжимаемости, неопределенность выбора набора из пяти систем скольжения при выполнении условия активация шести и более систем). Учет упругих деформаций, введенный в появившейся позднее модели Т.Г.Линя позволил преодолеть недостаток, связанный с наличием связи; при этом появилась возможность реализации упругопластической деформации при активации менее пяти систем скольжения. Однако важнейший недостаток – неопределенность выбора набора активных систем скольжения, – сохранился. Следует подчеркнуть, что ограничение числа систем скольжения пятью при попадании изображающей точки в пространстве напряжений в вершину более высокого, чем пятый, порядка обусловлено только процедурой нахождения скоростей (или приращений) сдвигов и напряжений. Физического обоснования такого ограничения не существует. В связи с этим начиная с 70-х годов ХХ века наиболее широкое распространение получили двухуровневые упруговязкопластические (т.е. чувствительные к скорости деформации) модели; было показано, что при стремлении параметра скоростной чувствительности к нулевому значению получаемое решение сходится к решению упругопластической модели. Однако в этом случае система уравнений конститутивной модели становится жесткой, что приводит к необходимости использования неявных схем интегрирования и существенному снижению вычислительной эффективности. Учитывая данное обстоятельство, были предприняты многочисленные попытки освободиться от указанного важнейшего недостатка моделей типа ТБХ, однако известные авторам варианты сводятся к различным математическим процедурам, не имеющим должного физического обоснования. В настоящей работе предлагается вариант физически-обоснованной упругопластической модели, использующий основные положения моделей типа ТБХ, но свободный от отмеченных выше недостатков. При одновременной активации более 5 систем скольжения все они принимаются «равноправными» для реализации пластического деформирования сдвигами. Для определения скоростей (приращений) сдвигов по всем потенциально активным в рассматриваемый момент деформирования системам скольжения предлагается итерационная процедура.

Работа посвящена исследованию характера зависимости динамических характеристик электро-вязкоупругой системы, представляющей собой кусочно-однородное тело, состоящее из упругих, вязкоупругих, электроупругих (пьезоэлектрических) элементов, а также внешних пассивных электрических цепей, присоединенных к электродированным поверхностям пьезоэлементов, от параметров, определяющих ее геометрическую конфигурацию (размеры и расположение вязкоупругого и пьезоэлектрического элементов, формирующих систему, по отношению к конструкции и друг к другу). В таких системах для демпфирования колебаний реализуются два механизма диссипации энергии: за счет внутреннего трения в вязкоупругих частях и за счет преобразования части энергии механических колебаний в электрическую с последующим ее рассеиванием в электрических цепях. В качестве внешних электрических цепей рассмотрены резистивная (R) и последовательная резонансная (RL) цепи. Исследование проводилось на основе численного решения задачи о собственных колебаниях для тонкостенной пространственной конструкции полуцилиндрической оболочки. Рассмотрены все возможные геометрические конфигурации расположения вязкоупругих и пьезоэлектрических элементов. Найдены варианты компоновки конструкции, которые могут обеспечить наилучшие демпфирующие свойства в некотором диапазоне частот за счет реализации либо механизма внутреннего трения, либо преобразования энергии колебаний пьезоэлементом. В результате проведения серии вычислительных экспериментов получены количественные оценки, демонстрирующие, как изменяются демпфирующие свойства системы при использовании отдельно каждого из рассматриваемых механизмов диссипации энергии колебаний, а также совместно. Сделаны количественные оценки изменения диссипативных свойств оболочки, демонстрирующие, в каких случаях оба механизма диссипации энергии приводят к повышению демпфирующих характеристик электро-вязколупругих систем, а в каких – к их снижению.