Индекс Пресса Ðîññèè: 83836
Композиты и наноструктуры
ISSN 1999-7590
(Composites and Nanostructures)
Научно-технический журнал
http://www.issp.ac.ru/journal/composites
Главный редактор профессор С.Т. Милейко
Редакционная коллегия
Алымов Ì.È., ÷ë.-êîðð. ÐÀÍ; Андриевский Ð.À., ïðîô.; Аннин Á.Ä. àêàäåìèê; Бахвалов Þ.Î., ä-ð. òåõí. íàóê;
Викулин Â.Â., ïðîô.; Георгиевский Ä.Â., ïðîô.; Глезер À.Ì. ïðîô.; Колобов Þ.Ð. ïðîô.; Костиков Â.È. ÷ë.-êîðð. ÐÀÍ.;
Куперман À. Ì., ïðîô.; Лурье Ñ.À., ïðîô.; Патлажан Ñ.À., ïðîô.; Победря Á.Å. ïðîô.; Сапожников Ñ.Á., ïðîô.;
Севастьянов Â. Ã. ÷ë.-êîðð. ÐÀÍ; Серебряков À.Â., ïðîô.; Сорина Ò.Ã., êàíä. òåõí. íàóê;
Столин À.Ì., ïðîô.; Шмотин Þ.Í., êàíä. òåõí. наук
Редакционный совет
Ë.Ð. Âèøíÿêîâ, ïðîô.(Óêðàèíà); Ñ.Â. Ëîìîâ, ïðîô. (Áåëüãèÿ); A.R. Bunsell, ïðîô. (Ôðàíöèÿ); K.K. Chawla, ïðîô. (ÑØÀ);
T-W Chou, ïðîô. (ÑØÀ); Sh. Du, ïðîô. (ÊÍÐ); T. Ishihara, ä-ð (ßïîíèÿ); A. Kelly, ïðîô.(Àíãëèÿ);
A. Kayama, ïðîô. (ßïîíèÿ); W.M. Kriven, ïðîô. (ÑØÀ); L.M. Manocha, ïðîô. (Èíäèÿ); V.M Orera, ïðîô. (Èñïàíèÿ);
H. Schneider, ïðîô. (Ãåðìàíèÿ); K. Schulte, ïðîô. (Ãåðìàíèÿ); G.C. Sih, ïðîô. (ÑØÀ); M. Singh, ä-ð (ÑØÀ);
H.D. Wagner, ïðîô. (Èçðàèëü)
Учредители:
ИФТТ РАН;
ООО «Научно-техническое предприятие
«Вираж-Центр»
Редакция: ИФТТ РАН
Ðîññèÿ, 142432, ã. Черноголовка
Московской обл.
Òåë./Ôàêñ: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru
Ведущий редактор: Н.А.Прокопенко
Издательство: ООО НТП «Вираж-Центр»
Ðîññèÿ, 105264, Ìîñêâà,
óë. Верхняя Первомайская, ä. 49, êîðï. 1 офис 401.
Почтовый àäðåññ: Ðîññèÿ, 105043, Ìîñêâà, à/ÿ 29
Òåë.: 7 495 780-94-73
http://www.machizdat.ru
e-mail: virste@dol.ru
Директор журнала: М.А.Мензуллов
В¸рстка: А.А.Мензуллов
Отпечатано: ООО «РПЦ ОФОРТ» г. Москва,
ïð-êò Áóä¸ííîãî, 21
Заказ ¹
Тираж 100
Цена договорная
Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций.
Свидетельсво о регистрации средства массовой информации ¹ ÔÑ77-33449 от 08.10.2008.
Авторы опубликованных материалов несут полную ответственность за достоверность привед¸нных сведений,
а также за наличие в них данных, не подлежащих открытой публикации. Материалы рецензируются.
Перепечатка, все виды копирования и воспроизведения материалов, публикуемых в журнале, осуществляются
только с разрешения редакции.
На первой стр. обложки: Рис. 1. Баллон для хранения ксенона, соединенный с несущим композитным корпусом аппарата
сетчатой конструкции.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОМПОЗИТНОГО БАКА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ КОСМИЧЕСКОГО
АППАРАТА
1
Èçäà¸òñÿ с 2009 ã.
Стр.1
Composites and Nanostructures
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
ISSN 1999-7590
Editor-in-Chief
Professor Sergei T. Mileiko
Editorial Board
Professor M.I. Alymov (Russia); Professor R.A. Andriyevskii (Russia); Professor B.D. Annin (Russia);
Dr Yu.O. Bakhvalov, (Russia); Professor A.R. Bunsell (France); Professor K.K. Chawla (USA); Professor T-W Chou (USA);
Dr T. Ishihara (Japan); Professor Sh. Du (China); Professor D.V. Georgievskii (Russia); Professor A.M. Gleser (Russia);
Professor A. Kelly (UK); Professor A. Kayama (Japan); Professor Yu.R. Kolobov (Russia); Professor V.I. Kostikov (Russia);
Professor W.M. Kriven (USA); Professor A.M. Kuperman (Russia); Professor S.V. Lomov (Belgium);
Professor S.A. Lurie (Russia); Professor L.M. Manocha (India); Professor V.M. Orera (Spain); Professor S.A. Patlazhan (Russia);
Professor B.E. Pobyedrya (Russia); Professor S.B. Sapozhnikov (Russia); Professor H. Schneider (Germany); Dr
Shmotin Yu. N. (Russia); Dr T.G. Sorina (Russia); Professor A.M. Stolin (Russia); Professor K. Schulte (Germany);
Professor A.V. Serebryakov (Russia); Professor V.G. Sevastyanov (Russia); Professor G.C. Sih (USA); Dr M. Singh (USA);
Professor V.V. Vikulin (Russia); Professor L.R. Vishnyakov (Ukrain); Professor H.D. Wagner (Israel)
Established by:
Solid State Physics Institute
Russian Academy of Sciences
(ISSP RAS)
and
Science Technical Enterprise
«Virag-Centre» LTD
ISSP RAS:
2, Institutskaya str., Chernogolovka, Moscow district., Russia,
142432
Tel./Fax: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Editor: Nelli Prokopenko
Publishing House:
STE Virag-Centre LTD
49/1, Verchnyaya Pervomayskaya str., Moscow,
Russia, 105043.
Phone: 7 495 780 94 73
http://www.mashizdat.ru
Director of journal
M.A. Menzullov
Making-up
A.A.Menzullov
Photo on the cover: Fig. 1. Xenon pressure vessel joined with lattice composite spacecraft body.
DESIGN AND FABRICATION OF A COMPOSITE SPACECRAFT TANK IN A FORM OF THE HIGH PRESSURE VESSEL
2
Стр.2
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
СОДЕРЖАНИЕ
Е.И.Моисеев, С.А.Лурье, В.И.Корзюк, П.В.Нефедов
О РАЗРЕШИМОСТИ И ЕДИНСТВЕННОСТИ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОДНОРОДНЫХ И НЕОДНОРОДНЫХ СТРУКТУР
С УЧЕТОМ АДГЕЗИОННЫХ ÂÇÀÈÌÎÄÅÉÑÒÂÈÉ................................................................................... 6
В настоящей работе рассматриваются вопросы существования и единственности специальных краевых
задач, к которым сводятся задачи теории упругости с адгезионными взаимодействиями. Показывается,
что к такого рода проблемам приводит и модель Лапласа-Янга и более полная модель адгезии.
Вопросы разрешимости и единственности решения изучаются для уравнения Лапласа на полуплоскости.
Устанавливаются условия разрешимости задачи. Показано, что введение в граничные условия слагаемого,
соответствующего сухому трению обеспечивает регуляризацию решения. Для всех рассмотренных
случаев указывается общее ðåøåíèå. (ñ. 6-22).
Г.Ф.Потапова, М.И.Иким, С.А.Корнейчук, А.С.Смолянский
ТЕКСТУРА И ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ
МОДИФИЦИРОВАННЫХ КАТОДОВ НА ОСНОВЕ УГЛЕВОЛОВОКНА «ÂÈÑÊÓÌ» ...................... 23
Исследованы закономерности окислительной и гидролитической деструкции катодов на основе углеволокнистого
материала «Вискум», используемых в аппаратах для электрохимической генерации озона. Обнаружен
щелочной катализ процесса гидролитической деструкции материала катода, а также синергетический
эффект совместного действия озона, кислорода и ионов гидроксила на деструкцию катода в процессе
эксплуатации. Методами сорбционной ¸мкости по йоду, растровой электронной микроскопии, рентгеновского
энергодисперсионного анализа и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии установлена взаимосвязь
между величиной наблюдаемых каталитических эффектов и изменением микроструктуры поверхности
катода. Предположено, что гетероцепная природа углеволокна «Вискум», изготовленного из вискозы,
может быть причиной обнаруженного эффекта щелочного катализа. (23-32; ил. 5).
В.В.Васильев
МОДЕЛЬ ХРУПКОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ С ТРЕЩИНАМИ .................................................. 33
Рассматривается полупространство, на верхней плоской поверхности которого нанесено тонкое упругое и
хрупкое покрытие. Предполагается, что при внешнем воздействии (например, при приложении нагрузок,
изменении температуры или влажности, а также при усадке покрытия или естественном росте материала
основания) в результате совместной деформации пространства и связанного с ним слоя покрытия в последнем
образуется система трещин. Предлагается модель слоя с трещинами, позволяющая определить расстояния
между трещинами и их направления в зависимости от условий нагружения слоя.(33-43; ил. 7).
А.В.Азаров, А.А.Бабичев, Ф.К.Синьковский
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОМПОЗИТНОГО БАКА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
ДЛЯ КОСМИЧЕСКОГО ÀÏÏÀÐÀÒÀ............................................................................................................ 44
Статья посвящена расчету, проектированию и технологии изготовления композитного бака, высокого
давления, предназначенного для хранения ксенона для системы коррекции космического аппарата.
Предложена конструкция крепления бака к композитному несущему корпусу космического аппарата
сетчатой конструкции [1]. Представлен расчет бака и соединительного отсека методом конечных элементов
в нелинейной постановке, приведены результаты испытаний. (44-57; èë. 11).
19-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
ПО КОМПОЗИТНЫМ МАТЕРИАЛАМ (ICCM-19)..................................................................................... 58
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2013
3
¹ 4
2013
Стр.3
¹ 4
2013
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
CONTENS
E.I.Moiseev, S.A.Lurie, V.I.Korzuk, P.V.Nefedov
ON SOLVABILITY AND UNIQUENESS OF SOLUTIONS OF PROBLEMS
OF DEFORMATION OF HOMOGENEOUS AND HETEROGENEOUS STRUCTURE
IN RESPONSE ADHESIVE INTERACTION .................................................................................................... 6
In this paper we consider the existence and uniqueness of a special boundary value problems, which reduce the
elasticity problem with the adhesive interactions. It is shown that the model Laplace-Young and more complete
model of adhesion are connected to such problems. Questions of solvability and uniqueness of solutions are studied
for the Laplace equation on the half-plane. We establish conditions for the solvability of the problem. It is shown that
the introduction of boundary conditions term corresponding to the dry friction provides a regularization of the
solution. The solutions has been received for all the above cases. (p. 6-22).
G.F. Potapova, M.I. Ikim, S.A. Korneichuk, A.S. Smolyanskii
TEXTURE AND SURFACE CHEMISTRY OF ELECTROCHEMICALLY
MODIFIED CATHODES BASED ON «VISCUM» CARBON FIBER...........................................................23
The regularities of oxidizing and hydrolytic destruction of cathodes prepared from the «Viscum» carbon fiber, which
used in devices for electrochemical generation of ozone, have been studied. An effect of the alkaline catalysis on
the process of hydrolytic destruction of the cathode material, as well as the synergetic effect of the joint action of
ozone, oxygen and hydroxyl ions on the destruction of the cathode in the process of exploitation has been observed.
By means of sorption activity on iodine, scanning electron microscopy and other experimental techniques a correlation
between the magnitude of the observed catalytic effects and changes of the microstructure of the surface of the
cathode has been established. It is assumed that the hetero-chain nature of the «Viscum» carbon fiber, made from
viscose, may a reason for the discovered effect of alkaline catalysis. (p. 23-32; fig. 5).
V.V.Vasiliev
A MODEL OF THE BRITTLE SURFACE LAYER WITH CRACKS............................................................ 33
A half-space with the upper flat surface covered with a thin elastic brittle coating is considered. Assumed that
under the action of external factors (e.g., loading, temperature or moisture change, as well as under coating shrinkage
or natural growth of the basic material) compatible deformation of the half-space and the coating layer results in the
coating cracking. A model developed allows to predict the distances between the cracks and the cracks directions
depending on the loading conditions.(p. 33-43; fig. 7).
A.V.Azarov1
, A.A.Babichev2
, F.K.Sinkovsky3
DESIGN AND FABRICATION OF A COMPOSITE SPACECRAFT TANK
IN A FORM OF THE HIGH PRESSURE VESSEL.......................................................................................... 44
The paper is concerned with the analysis, design and manufacturing of the composite tank in a form of the high
pressure vessel, which is used for xenon storage in a system of the orbit correction of a spacecraft. The joint
between the tank and the spacecraft body is proposed. Nonlinear finite element analysis of the tank and the joint is
considered. Tests results are presented. (p. 44-57; fig. 11).
ICCM-19 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS...................................... 58
4
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2013
Стр.4