Последние публикации

Углеволокнистые композиты

Исследования строения костей животных и человека показали, что большой запас прочности достигается за счет особой структуры костной ткани, которая получена путем ее оптимизации в процессе эволюции. Структуры, обеспечивающие минимум массы конструкций, в настоящее время могут быть получены не только постепенным их совершенствованием в процессе проектирования, строительства и эксплуатации. Современные методы математического программирования с использованием ЭВМ позволяют осуществлять направленный поиск (синтез) оптимальных структур.

Однако задача поиска оптимальной структуры для заданной конструктивной системы в силу не выпуклости функций, входящих в физические условия, относится к классу нелинейных многоэкстремальных задач математического программирования. Для решения этой задачи наиболее эффективным с точки зрения обнаружения глобального минимума среди многих локальных является подход, предложенный в работе, в основе которого лежит пошаговое приближение к оптимальному значению теоретической массы и решение задач на каждом шаге методами безусловной минимизации. В основе создания конструкций технических систем, так же как и биологических, лежат энергозатраты, необходимые для производства материалов, отдельных конструктивных элементов и самих конструкций в целом.

Из таблиц можно видеть, как сильно разнятся значения энергозатрат, связанных с производством различных материалов, будь они представлены в абсолютных или относительных величинах.

Характеристики конструктивной эффективности материалов, выраженные в энергетических затратах. Хотя данные, в количественном отношении приблизительны, так как подвержены постоянным изменениям, все же они достаточно наглядно отражают существующие соотношения между величинами энергозатрат, необходимых при производстве различных материалов.

Именно эти соотношения показывают, что с точки зрения энергозатрат выгоднее изготавливать строительные конструкции из дерева, кирпича, бетона и даже стали, чем из таких материалов, поражающих своей легкостью и прочностью, как алюминий, титан или углеволокнистые композиты.

Последние публикации

Комментарии запрещены.