Определение механических характеристик мембран машиностроительных конструкций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат технических наук Якупов, Самат Нухович

• Якупов, Самат Нухович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Якупов, Самат Нухович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПЛЕНКИ И МЕМБРАНЫ НЕОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ

1.1. Пленки и мембраны в современном мире.

1.2. О поверхностных покрытиях

1.3. Структура пленок и факторы, приводящие к ее неоднородности

1.4. Пленки со сложной исходной формой.

1.5. Актуальность проблемы.

1.6. Методы и подходы исследования механических характеристик тонких пленок.

1.6.1. Одномерный подход.

1.6.2. Двумерный подход.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК И МЕМБРАН СО СЛОЖНОЙ

СТРУКТУРОЙ.

2.1. Введение.

2.2. Экспериментально-теоретический метод исследования пленок и мембран.

2.2.1. Экспериментальная установка.

2.2.2. Методика проведения эксперимента.

2.2.3. Соотношения, используемые на теоретическом этапе.

2.3. Методика обработки экспериментальных результатов.

2.4. Тестирование результатов, получаемых экспериментально-теоретическим методом.

2.5. Развитие экспериментально-теоретического метода для исследования тонких пленок и нанопленок.

2.6. Развитие экспериментально-теоретического метода для исследования пленок и мембран со сквозными дефектами

2.7. Подход определения механических характеристик покрытия в системе покрытие-подложка.

2.8. Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПЛЕНОК И МЕМБРАН СО СЛОЖНОЙ СТРУКТУРОЙ.

3.1. Введение.

3.2. Полимерные пленки с отверстиями.

3.3. Двухслойные пленки со сложной структурой.

3.4. Влияние солнечного излучения на механические характеристики полимерных пленок.

3.4.1. Пленки под воздействием солнечного излучения в летний период.

3.4.2. Пленки под воздействием солнечного излучения в зимний период.

3.4.3. Пленки под воздействием солнечного излучения под снежным покровом.

3.5. Влияние дисперсных наполнителей на механические свойства поливинилхлоридных пленок.

3.6. Исследование изменения механических характеристик тонких композиционных пленок в жидкой среде.

3.7. Определение (оценка) механических характеристик тонких покрытий в системе покрытие - подложка.

3.8. Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СФЕРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК И МЕМБРАН СО СЛОЖНОЙ

СТРУКТУРОЙ.

4.1. Введение.

4.2. Экспериментально-теоретический метод.

4.3. Соотношения для нелинейно упругих и пластических сферических оболочек.

4.4. Примеры . ИЗ

4.4.1. Резиновая сферическая мембрана с отверстиями в нелинейно упругой области деформирования.

4.4.2. Резиновая сферическая оболочка в нелинейно упругой области деформирования.

4.4.3. Пластиковая оболочка в пластической области деформирования.

4.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение механических характеристик мембран машиностроительных конструкций»

Актуальность проблемы. Среди тонкостенных элементов конструкций, сочетающих легкость с высокой прочностью, выделяются пленки и мембраны, пленочные и мембранные элементы. Под мембраной понимается пластина или оболочка, у которой мала изгибная жесткость и учитывается только жесткость на растяжение. Пленки и мембраны находят широкое применение во всех отраслях производства и жизнедеятельности [94, 96]: элементы конструкций покрытий, павильонов, теплиц, экологических объектов, парашютов, парусов, надувных сооружений, дирижабли, мелиоративных систем и др. (рис.0.1-0.2).

Рис.0.1. Покрытия сложной Рис.0.2. Дирижабль из структуры многослойной пленки

Уже в настоящее время пленки и мембраны в качестве элементов конструкций находят широкое применение в машиностроении. С развитием науки, техники и технологии перспективы их использования постоянно растут. Для получения необходимых физико-механических характеристик пленочных и мембранных элементов конструкций их делают, как обычно, композиционными и на их поверхности наносятся специальные покрытия, представляющие собой тонкие пленки [25,40,52-54,58,61-64,66,105,106]. При создании композиций, включая покрытия, используются весь накопленный технологический арсенал, включая нанотехнологию.

Отметим некоторые примеры применения пленок и мембран. Интересным примером применения тонких пленок сложной структуры со специальным отражающим покрытием являются солнечные паруса (рис.0.3-0.4) (//ги. \vikipedia. org/wiki).

Рис.0.5. Разрывные мембраны: а) металлические, б) тканевые; в) испытание мембраны двигателя К-900М

Рис.0.3. Солнечный парус Рис.0.4. Солнечный парус

ЫзЫЗаП-1 над планетой на аппарате Космос 1

Для защиты объектов от перегрузок давлением широко применяются металлические, композиционные и тканевые мембраны с пропиткой (рис.0.5) {http://www. diffusor.spb. ru/membrana, http://martkot. h 1. ru/rocket/membrane). разрывная

Получают распространение силиконовые термостойкие мембраны для вакуумно-мембранного прессования и мембраны для топливных систем, в водородных элементах для получения электричества при соединении водорода с кислородом. Используемые при этом мембраны представляют собой композиционные пленки из полимера, которые обладают высокой механической прочностью и химической стойкостью. мембрана

Широкое применение находят композиционные мембраны со специальным покрытием в пневматических насосах (рис.0.6) для перекачки высоковязкой жидкости, химически агрессивной и коррозийной среды.

Рис.0.6. Пневматический мембранный насос

Мембраны сложной структуры получают широкое распространение в конвейерном и подъёмно-транспортном оборудовании (рис.0.7). Обычно транспортёры комплектуются различными композиционными лентами на основе резинотканевых и полимерных мембран (http://novosibirsk.olx.ru/iid).

Рис.0.7. Мембраны в транспортерах

Пленки и мембраны получают широкое применение в фильтрационных блоках и установках машиностроительных конструкций как основные функциональные элементы. На базе создаваемых уникальных пленок и мембран активно развиваются мембранные технологии [1,8,9] (www.guards.ru/, http://mirrti.com/7page, Реал-Пресс-Издательский doM.htm., www.chem.msu.su/, http://www.sibai.ru/content/view/). Получают распространение трековые мембраны (рис.0.8) - тонкие пленки толщиной 12-20мкм, поверхность которых предварительно подвергается бомбардировке ионами инертных газов с последующей обработкой для образования пор диаметром 0,2 или 0,3 мкм с плотностью до 400 млн. отверстий на 1 см2 (http://www.nerox.ru/?mod=articles). Сложная структура обеспечивает, в частности, низкое сопротивление течению фильтруемой среды, высокую селективность фильтрации, прозрачность и малый собственный вес, высокую прочность и эластичность [111,114].

Рис.0.8. Структура трековых мембран

Появляются ультрафильтрационные мембраны (рис.0.9) с отверстиями (порами) от 5 нм до 0,1 мкм, обеспечивающих фильтрацию жидкости под давлением через полупроницаемую пленку-мембрану.

- .г^-*' * ДУД

1 Яма ;

К * Чь О V".:. •

Чг . « > ^ ** ЯШШ^ШЯ в

Рис.0.9. Структура ультрафильтрационных мембран из: а) ацетат целлюлозы, б) полиэтерсульфона, в) поликарбоната

Такие мембраны имеют сложную структуру в виде тонкого селективного слоя и пористой подложки. Меняя параметры структуры, можно управлять их селективными характеристиками.

Мембраны являются основными функциональными элементами в погружных мембранных модулях (рис.0.10), в которых процесс фильтрации идет под действием вакуума.

Рис.0.10. Погружные мембранные модули: а) мембраны с половолоконными элементами, б) мембранные блоки

Мембраны используются в корректорах подачи топлива по наддуву (рис.0.11) {http://citroen-club.net.ua/models /, www.ammotors.ru/spares/p57/).

Рис.0.11. Корректор подачи топлива (позиция 27 - мембрана)

Пленки и мембраны находят применение также в различных дыхательных клапанах (рис.0.12) резервуаров низкого давления (http://mashteh.ru/tehpage). Мембранный дыхательный клапан, которым оборудуются резервуары с нефтью и нефтепродуктами, позволяет осуществлять герметичную эксплуатацию резервуаров.

Рис.0.12. Дыхательный клапан: позиция 4 -покрытие из фторопласта позиция 5 - тарелка-мембрана; позиции 6 и 10 -пленка из фторопласта

Пленки и мембраны находят широкое применение при изготовлении спецодежды для пожарных и сталелитейщиков, скафандры для космонавтов (рис.0.13) и подводников и т.д. {http://art.thelib.ru/science/inventions/moroz). Исходя из функционального назначения структура материала очень сложная.

Рис.0.13. Специальная одежда (Safe&Cool Project Consortium): а) космический скафандр, б) терморегулирующий слой ткани с трубками хладагента, в) слои костюма - водный гель, полупроницаемая мембрана, трёхмерная тканевая система, трубки системы охлаждения (стрелкой показано движение влаги от тела человека - наружу

Широко используются различные защитные текстильные и полиэтиленовые кожуха (рис.0.14), например, для фланцевых соединений, для трубопроводной арматуры (Реал-Пресс - Издательский Дом. htm).

Рис.0.14. Защитные кожуха

Широкое применение получают различные пленки и мембраны сложной структуры в качестве: изоляционного материала (от влаги и агрессивных сред, для защиты от механических повреждений), упаковки изделий, обеспечивая климатический режим для конструкций при их эксплуатации и хранении, а также их защиту от внешнего контакта при транспортировке и эксплуатации {Реал-Пресс - Издательский Дом. htm). Появляются профилированные мембраны, обеспечивающие отвод воды и необходимую степень вентиляции защищаемых поверхностей; композиционные, например, пластифицированные поливинилхлоридные многослойные мембраны, обеспечивающие стойкость материала к воздействию ультрафиолета.

Воздушнопузырькововые пленки (рис.0.15) широко применяются для упаковки изделий, оборудования, запчастей и деталей. Они изготавливаются двухслойными (одна сторона гладкая, а другая с пузырьками), трехслойными (пузырьки внутри между двумя слоями пленки).

Находят широкое применение различные теплоотражающие мембраны-экраны (http://www.sb43.ru/node/62), которые имеют сложную структуру (рис.0.16). Полимерные мембраны широко используются в уплотнительных устройствах, например, в вакуум - кранах; а также в качестве преобразователя изменения давления среды в изменение механического усилия, например, в исполнительных механизмах регуляторов (рис.0.17).

Области применения мембран в автомобильной и машиностроительной промышленности описано также в [115]. Путем добавления различных добавок в отдельные слои, а также нанося на поверхность различные покрытия, можно получать композиции с необходимыми функциональными качествами.

Для оценки прочностной эффективности плоских пленок используют показатель восприятия силы, которую определяют одноосным испытанием на

Рис.0.17. Схема регулятора: 1 -мембоана. 2 - шток

Рис.0.15. Воздушно-пузырьковая пленка

Рис.0.16. Теплоотражающая мембрана растяжение полос по методике DIN EN ISO 527, используя стандартные приборы. Так, например специалисты Дортмундского университета в рамках научно-исследовательского проекта «Разработка метода испытания для исследования прочности синтетических пленок с неодинаковой площадью поперечного сечения.» работают над решением проблемы определения качества перфорированных и армированных плёнок {Реал-Пресс Издательский Дом. htm). Для оценки качества различных типов пленок возникла необходимость разработки метода и устройства для испытания.

Мир пленок, мембран и покрытий постоянно расширяется. Появляются и получают распространение тонкие пленки и нанопленки, а также композиции, включающие «микро» и «нано» элементы [25,40,58,66]. Сама природа подсказывает эффективность использования пленок и мембран, достаточно изучить строение природных конструкций, строение флоры и фауны.

Применяя «бионический подход», в Хан-Майтнер-Институте, работая над проектом «Искусственное страусиное яйцо» {http://www.sibai.ru/conteni), пытаются воссоздать подобную структуру на современном техническом уровне. Еще 7000 лет до н.э. жители Северной Африки начали использовать в качестве сосудов для хранения воды скорлупу страусиных яиц, обладающую антибактериальными и стерилизующими свойствами.

Большим достижением являются полимерные трековые мембраны на основе лавсана, технология изготовления которых была разработана в институте ядерных исследований (г.Дубна). Мембраны имеют небольшую толщину подложки, высокую механическую прочность {//www.sibai.ru/content).

Создание новых пленок, мембран и покрытий с заданными свойствами — это одно из перспективных направлений развития. Необходимые качества обеспечиваются, обычно, путем составления различных композиций сложной структуры - это так называемые материал - конструкции. Сложность структуры возникает и вследствие наличия сквозных и несквозных распределенных отверстий, вследствие появления дефектов (царапин, трещин.) на нано-, микро- и макро- уровнях, обусловленных технологией производства, способа хранения и условий эксплуатаций. Неоднородность структуры появляется и вследствие наличия инородных включений и различных пор на нано, микро и макро уровнях, обусловленные заложенной технологией производства. Структура материала может меняться и в процессе эксплуатации конструкции -приобретаемая структура материала. Силовое, температурно-временное, физическое, механическое, биологическое и химическое воздействия раздельно или в комплексе могут вызвать разрушительные процессы в структуре материала. Неоднородность структуры материала пленки, мембраны и покрытий возникает и в процессе ее деформирования. Неоднородность структуры возникает и при нанесении на поверхность пленок и мембран каких-либо покрытий или при поверхностной обработке, например, ионно-плазменная обработка, ионная имплантация, наноструктурная обработка, пластическое деформирование и т. д. [25,40,52-54,58,61-64,66,105,106]. При этом чем тоньше пленка, мембрана или покрытие, тем существеннее изменение приведенных интегральных характеристик.

Исходная плоская форма тонких структур не охватывает весь спектр возможных пленок и мембран. Природные конструкции наглядно демонстрируют эффективность пленок, имеющих сложную исходную геометрию. Исходная срединная поверхность тонкослойных структур может иметь различные формы: сферические, тороидальные и другие формы поверхностей. Исходя из функционального назначения, на практике разрабатываются конструкции и элементы конструкций, а также материал-конструкции, имеющие неплоскую исходную геометрию.

Становится актуальной проблема определения физико-механических характеристик плоских и неплоских пленок и пленочных композиций со сложной структурой и с различными дефектами; изменения их механических свойств от воздействия внешних факторов на этапе их получения и при эксплуатации. Особенно актуален вопрос воздействия различных факторов на тонкие структуры, поскольку незначительные изменения свойств материала оказывают существенное влияние на работоспособность всей системы. Возникает необходимость создания инструмента для исследования механических характеристик плоских и неплоских пленок и пленочных композиций со сложной структурой.

При стандартном одноосном растяжении тонких пленочных и мембранных образцов, вырезанных из полотна в виде полосок, наблюдается разброс результатов испытаний [35]. Невозможно исследовать стандартным способом плоские образцы с пространственно-неоднородной структурой и образцы с неплоской исходной геометрией сложной структурой.

Для исследования сложных структур, включая образцы с дефектами или отверстиями, не всегда применимы физические методы, в частности, метод с применением индентора, предложенный Оливером - Фарром [116], или модификации метода [70]. Очевидно, что этот метод позволяет судить о свойствах материала в окрестности рассматриваемой точки, не эффективен для сложных структур, особенно при наличии нано- и микродефектов.

Известен способ определения прочности на разрыв латексных пленок, описанный Флинтом и Наунтоном [43], по которому пленку нагружают водой и измеряют объем вытесняемой воды в момент разрыва пленки и определяют прочность на разрыв и удлинение при разрыве. Получает распространение вычислительное моделирование [69], виртуальные исследования механических характеристик определенных кластеров на квантово - молекулярном уровне [42,103,104]. Однако порой невозможно описать сложную структуру и сложные формы дефектов. Сложная проблема возникает при моделировании взаимодействия составных элементов, например, как в работе [51]. На базе идей [42,103,104] трудно смоделировать поведение пленок и покрытий, имеющих одновременно дефекты, например, на нано- и микро уровнях [20].

Работы, посвященные построению кривых деформирования с использованием двумерного подхода, встречаются редко, а работы по исследованию пленок и мембран со сложной структурой и с различными дефектами в двумерной постановке практически отсутствуют.

Двумерный подход может осуществляться в двух вариантах: 1) исследование свойств отдельных компонентов с моделированием структуры с учетом взаимодействия отдельных компонентов [2,19,67]; 2) определение интегральных характеристик пленочных композиций в целом, рассматривая пленки и мембраны как материал - конструкцию со сложной структурой [10,1317,75-80,82-102].

Целью настоящей работы является:

1). Развитие экспериментально - теоретического метода исследования механических характеристик пленок и мембран со сложной структурой плоской и сферической исходной формой.

2). Определение приведенных механических характеристик различных пленок и мембран плоской и сферической исходной формой.

3). Развитие экспериментально - теоретического подхода для исследования механических характеристик покрытий, включая нанопокрытия в системе «покрытие - подложка».

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте механики и машиностроения Казанского научного центра РАН в рамках:

1). Программы фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН «Развитие механики многомасштабного (от нано- к макромасштабам) деформирования и разрушения как основы проектирования новых материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками», координатор программы академик РАН Н.Ф. Морозов. Проект «Нелинейная механика пленок и мембран сложной структуры под воздействием внешних факторов» (2006-2008 гг.).

2). Программы Президиума РАН "Фундаментальные проблемы механики взаимодействий в технических и природных системах, материалах и средах", координаторы программы академики РАН Горячева И.Г. и Н.Ф. Морозов. Проект: "Механика пленок и мембран с покрытиями" (2009-2010 гг.).

3). Госбюджетная НИР по теме №01200955819 «Механика тонкослойных тел под воздействием физических полей и сред» (2009-2010 гг.).

Структура и объем работ. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения; содержит 145 страниц, в том числе 37 таблиц, 94 рисунков.

В первой главе отмечается роль пленок и мембран, а также поверхностных покрытий в современном мире. Анализируется структура пленок и мембран, а также факторы, приводящие к ее неоднородности [94,96]. Отмечается, что материал - конструкции могут иметь неплоскую исходную срединную поверхность. Такие элементы часто имеют и сложную структуру материала, и различные дефекты. Акцентируется внимание на актуальность проблемы определения механических характеристик пленок, мембран и композиций с неоднородной структурой при воздействии внешних факторов, как на этапе их получения, так и при эксплуатации. Особенно остро встает этот вопрос для тонких и очень тонких структур. Говорится о важности создания инструмента для исследования механических характеристик пленок и мембран со сложной структурой и неплоской исходной геометрией. Отмечаются некоторые методы и подходы исследования механических характеристик тонких пленок и мембран, а также способы определения свойств тонкостенных материалов. Упоминается невозможность исследования способом одноосного растяжения пленочных композиций, имеющих пространственно-неоднородную структуру, различные дефекты и повреждения. Отмечается два варианта двумерного подхода, из которых предпочтение отдается экспериментально-теоретическому методу исследования.

Во второй главе, приводя некоторые известные разработки, отмечаются наиболее близкие способы исследования механических характеристик тонкослойных элементов конструкций на двумерной основе. Отмечаются основные моменты экспериментально-теоретического метода исследования механических характеристик пленок и мембран. Описывается экспериментальная установка ДМ-1 [44,82,102], разработанная диссертантом. Для подготовки образцов с идентичными дефектами разработаны и изготовлены специальные штампы (дефектообразователи). Приводится алгоритм работы на установке ДМ-1, а также основные соотношения, используемые на теоретическом этапе [13,79,86-88,93]: для упругой пленки при относительно небольших перемещениях и в случае среднего изгиба, а также для гибких упругих пленок при больших прогибах; для гибких пленок при пластических деформациях. Описывается алгоритм построения кривых деформирования и определения модулей упругости или условных модулей упругости [88,89,93]. Изложена методика обработки экспериментальных результатов. Приведены некоторые тестовые расчеты, рассмотренные в работах [75,77]. Отмечается достоверность результатов.

Приводится описание развития экспериментально-теоретического метода для исследования тонких пленок и нанопленок, а также для исследования пленок и мембран со сквозными дефектами [84,85,92]. Отмечается, что инструментарии для определения механических характеристик тонких пленок и покрытий разработаны недостаточно полно. Описывается алгоритм определения механических характеристик покрытия в системе «покрытие-подложка» [99-101]. Отмечается наглядность и простота подхода. Приводятся некоторые выводы по главе.

В третьей главе приведены результаты исследования механических характеристик конкретных пленок и мембран [10,79,82,84-87,91,95-101,124125], используя экспериментально-теоретический метод, описанный во второй главе. В качестве примеров были рассмотрены полимерные пленки с отверстиями, для которых определены приведенные (интегральные) механические характеристики (зависимости прогиб от давления, интенсивности напряжений от интенсивности деформаций, условные модули от деформаций). Рассмотрены, в частности, простые полимерные пленки с отверстиями и двухслойные пленки с воздушными полостями [79,86,92,96]. Приведены результаты исследований влияния солнечного излучения на механические характеристики полимерных пленок с белой и черной подложкой [79,85-87,9798]. Рассмотрены образцы, подвергшиеся облучению в летний и зимний периоды времени года. Приведены также результаты исследования влияния солнечного излучения в ранневесенний период на механические характеристики полимерных пленок с подложками снизу и снежным покровом сверху [96-98]. Отмечены факторы, влияющие на механические характеристики полимерных пленок.

В третьей главе представлены также результаты исследования влияния дисперсных наполнителей на механические свойства поливинилхлоридных пленок, поверхность которых была обработана вспученным перлитовым песком и «бегхаузной пылью» [10,96]. Приведены результаты исследования изменения механических характеристик тонких композиционных пленок, находящихся в жидкой среде. Рассмотрен также пример определения механических характеристик тонких покрытий в системе «покрытие - подложка» [99-101,124125], исследуя раздельно свойства подложки и пакета «подложка-покрытие». Отмечается простота подхода и достоверность получаемых результатов.

В заключение главы отмечается эффективность экспериментально-теоретического метода при исследовании механических характеристик различных тонких пленок и композиций, имеющих неоднородную структуру и различные дефекты.

В четвертой главе описан экспериментально-теоретический метод определения механических характеристик сферических пленок и мембран со сложной структурой [14-17,79,80,96]. В введении главы отмечается, что плоские образцы не охватывают весь спектр возможных форм пленок и мембран, из функционального назначения целесообразно иногда изготавливать их неплоской формы. Это так называемые материал - конструкции или оболочечные пленки и мембраны [14,94,96], которые наряду с неплоской исходной геометрией, могут иметь различную сложную структуру. Отмечается, что сложная структура в виде различных механических дефектов типа трещин, царапин, отверстий, дефектов от воздействия облучения, излучения и др. могут возникнуть в процессе изготовления и эксплуатации пленок и мембран.

Отмечается невозможность исследования механических характеристик оболочечных пленок и мембран стандартным способом одноосного растяжения, а также трудность исследования сложных структур, включая образцы с дефектами или отверстиями, физическими методами, в частности методом индентора, предложенного Оливером-Фарром [116], модификация метода [70]. Излагается экспериментально-теоретический метод определения интегральных (приведенных) механических характеристик оболочечных пленок и мембран. Опираясь на экспериментальные данные и используя соотношения теории оболочек в упругой и пластической областях, определяются механические характеристики материала образца: модуль или условный модуль упругости, картина деформирования и т.д. При этом для образцов со сложной структурой, например, образцов с различными мелкими отверстиями, порами или дефектами, определяются приведенные механические характеристики. Приводится вывод соотношений для нелинейно упругих и пластических осесимметричных сферических мембран [14] в случае больших перемещений и деформаций. Физические соотношения для резиноподобных (нелинейно упругих) материалов берутся в виде, предложенном Каппусом [48], а физические соотношения для пластических материалов берутся, как и в работе [76,90], в виде, предложенным Ильюшиным A.A. [30]. Задача по аналогии, как и для плоской мембраны, решается в перемещениях методом Бубнова - Галеркина. Рассмотрены примеры определения модулей упругости сферических оболочек, изготовленных из пластика и резины.

В выводах отмечается эффективность экспериментально-теоретического метода определения интегральных механических характеристик оболочечных образцов. Сочетание экспериментального подхода с точными соотношениями нелинейной теории тонких оболочек позволяет получать достоверные результаты для сложных задач. Приводятся выводы по главе.

Научную новизну работы составляют следующие результаты:

1) Развитие экспериментально-теоретического метода исследования механических характеристик плоских и сферических пленок и мембран со сложной структурой и с дефектами.

2) Развитие экспериментально-теоретического подхода исследования механических характеристик покрытий, включая нанопокрытия в системе покрытие - подложка.

3) Результаты исследования различных полимерных пленок и мембран, а также покрытия в системе покрытие - полимерная пленка.

Практическая ценность работы.

1) Создана экспериментальная установка ДМ-1 для исследования механических характеристик плоских и сферических пленок и мембран со сложной структурой и с дефектами.

2) Отработан способ экспериментального исследования плоских и сферических пленок и мембран со сложной структурой и с дефектами.

3) Получены новые результаты, в частности, определены: изменения под воздействием солнечного излучения механических характеристик полимерных пленок с подложками белого и черного цвета с учетом снежного покрова над пленкой;

- механические характеристики плоских и сферических пленок и мембран с распределенными отверстиями;

- изменения в жидкой среде механических характеристик композиционных пленок с гигроскопическим слоем;

- механические характеристики поливинилхлоридных пленок с дисперсными наполнителями;

- механические характеристики нанопокрытия из оксида титана в системе «покрытие - полимерная пленка».

Внедрение.

1. Экспериментальная установка ДМ-1 внедрена в научно-исследовательскую практику в Учреждении Российской академии наук Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН и используется при выполнении Программ фундаментальных исследований Президиума РАН и ОЭММПУ РАН, а также госбюджетной НИР (копия Акта приведена в приложении).

2. Результаты диссертационной работы включены в учебное пособие [96]) и используются при чтении курса лекции для магистров Казанского государственного архитектурно - строительного университета.

На защиту выносятся:

1. Экспериментальная установка ДМ-1 и методика определения механических характеристик плоских и сферических пленок и мембран со сложной структурой.

2. Расчетные зависимости для нелинейно упругих и пластических сферических мембран при больших перемещениях и деформациях.

3. Результаты исследования механических характеристик плоских и сферических пленок и мембран.

4. Методика определения механических характеристик покрытия, не выделяя отдельно покрытие от системы «покрытие-подложка».

5. Результаты исследования по определению (оценке) механических характеристик нанопокрытия из оксида титана в системе «покрытие -полимерная пленка».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были представлены на Итоговых конференциях Института механики и машиностроения КазНЦ РАН, 2005-2011 гг.; на Республиканских научных конференциях, Казань, 2007-2011 г.г.; на 21 Международной конференции по теории оболочек и пластин, Саратов, 2005г.; на 8-10 Международных конференциях Пленки и покрытия, С.-Петербург 2007-2011 гг.; на 18 сессии Международной школы по моделям механики сплошной среды, Саратов,

2007 г.; на Всероссийской научно-практической конференции «Инженерные системы», Москва, 2008 г.; на Международных форумах по нанотехнологиям. Москва, 2008-20 Юг.г.; на Международных научно-практических конференциях «Инженерные системы», Москва, 2009-2011г.г.; на 14 Международной конференции «Современные проблемы механики сплошной среды», Ростов-на-Дону, Азов: 2010 г.; на конференции «Инновации РАН-2010», Казань: 2010 г.

В целом диссертация докладывалась на научном семинаре ИММ КазНЦ РАН, под руководством чл.-корр. РАН Губайдуллина Д.А., на кафедре «Строительная механика» Казанского государственного архитектурно -строительного университета (присутствовали: чл.-корр. АНТ, проф. Сулейманов A.M., проф. Куприянов В.Н., проф. Сучков В.Н. и сотрудники кафедры), на кафедре «Прочность материалов и конструкций» Российского университета дружбы народов (зав. кафедрой профессор С.Н. Кривошапко).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 18-ти научных работах, из которых 7 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ; в 3-х патентах на изобретения и в 1 учебном пособии. Перечень публикаций приведены в списке литературы, а также отдельно в конце автореферата.

Положения диссертации отмечены в Отчете о деятельности РАН за 2006 год [49] и награждены Медалями и Дипломами на Международных Салонах и Выставках: «Женева-2007» [113], «Лаборатория Экспо-2008», «Архимед-2011» (копии Дипломов и Медалей приведены в приложении).

Вклад соавторов в совместно выполненных работах:

Галимов Н.К. - научное руководство при выводе теоретических соотношений, обсуждение результатов; Куприянов В.Н., Нуруллин Р.Г., Нургалиев А.Р., Шафигуллин Р.И. - обсуждение результатов; Якупов Н.М. -консультация по постановке задач и обсуждение результатов.

Диссертант выражает благодарность научному руководителю, а также заведующему лабораторией и сотрудникам лаборатории нелинейной механики оболочек, за помощь и внимание при выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Машиноведение, системы приводов и детали машин», Якупов, Самат Нухович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Развит экспериментально-теоретический метод исследования механических характеристик плоских и сферических пленок и мембран со сложной структурой и с дефектами: получены расчетные зависимости для нелинейно упругих и пластических сферических оболочек при больших перемещениях и деформациях; создана экспериментальная установка ДМ-1 и отработан способ определения механических характеристик; разработан алгоритм построения кривых деформирования и определения условных модулей упругости для случая изменения свойств материала в процессе эксперимента.

2. Исследованы полимерные пленки и мембраны с плоской исходной формой: установлено влияние дефектов, толщины пленки, цвета подложки под пленкой, толщины снежного покрова над пленкой, время воздействия солнечного облучения и температура окружающей среды на их механические характеристики; в частности, применение подложки белого цвета уменьшает деструкцию материала пленки; с увеличением времени облучения, а также с уменьшением толщины снежного покрова несущая способность пленки падает; пропитка полимерных пленок ПВХ ультрадисперсными частицами изменяет характеристики пленок; с увеличением числа распределенных отверстий изменение приведенных механических характеристик имеет нелинейный характер.

3. Исследованы мембраны со сферической исходной формой: определены механические характеристики сферической резиновой мембраны без отверстия и с отверстиями в нелинейно упругой области деформирования; установлено, что для резиноподобных материалов необходимо использовать соотношения для больших перемещений и деформаций; рассмотрена сферическая оболочка из пластика; установлено, что при деформациях до 0,01 наблюдается существенное падение условного модуля упругости, а при деформациях выше 0,01 падение не столь значительно.

4. Разработан способ определения (оценки) механических характеристик покрытия, не выделяя (не расчленяя) отдельно покрытие от системы «покрытие-подложка»; определены механические характеристики нанопокрытия из оксида титана в системе «покрытие - полимерная пленка».

5. Экспериментально-теоретический метод позволяет исследовать тонкие структуры, улавливать изменения механических характеристик пленочных структур при воздействии внешних полей и сред. Метод является инструментом при создании новых материал - конструкций, а также оценке состояния пленочных элементов конструкции в процессе эксплуатации.

6. Точность получаемых результатов зависит от точности измерений экспериментальных данных и точности используемых теоретических соотношений. При этом точность метода должна быть согласована с поставленными целями: необходимость качественной оценки влияния того или иного фактора на изменение тех или иных характеристик исследуемого объекта, либо необходимость количественной оценки, когда значения точности получаемых результатов значительно возрастает.

7. Используемые соотношения нелинейной теории оболочек при больших перемещениях и деформациях обеспечивают высокую точность получаемых результатов теоретического этапа. Принятая аппроксимация прогиба даже в первом приближении дает достоверные результаты, о чем свидетельствуют: хорошее согласование теоретических кривых по предложенному методу с известным в литературе экспериментальными кривыми для исходно плоской медной и стальной мембран (при относительном прогибе Н/а < 0,45 расхождение составляет менее 1,5%); хорошее согласование для резиновой сферической оболочки теоретических значений прогибов в точках, близких к максимальным прогибам, с экспериментальными замерами (максимальное расхождение составляет 1,8%). При этом для упругой исходно - плоской мембраны при увеличении порядка аппроксимации погрешность существенно падает с 3,1% (первое приближение), до 0,6% (второе приближение) и до 0,009% (третье приближение).

8. О точности измерений экспериментальных данных: замеры прогибов в начале производились с использованием индикаторов часового типа ИЧ - 50 с ценой деления 0.01 мм с пределом допускаемой погрешности ± 0,004 мм, а для измерения давления - манометр с ценой деления 0,005 МПа; впоследствии перешли к цифровым индикаторам ИЦ - 50 с точностью 0.001 мм (ГОСТ 577 -68) и цифровым манометрам ДМ - 5001 с погрешностью ± 1% (ТУ 4212 - 039 - 00225590 - 2003). При этом, используя аппарат статистической обработки, производится двухэтапная фильтрация экспериментальных данных, обеспечивая доверительный интервал с надежностью 95%.

9. Величина модуля упругости для сферической резиновой мембраны в зависимости от количества отверстий лежит в диапазоне 5,42 - 6,0 МПа (для бездефектной резины в зависимости от типа резины от 3 до 12 МПа), а для пластиковой оболочки находится в диапазоне 50 - 250 МПа в зависимости от степени деформации (соответствует пределам изменения условного модуля упругости для пластиков), т.е. полученные результаты согласуются с известными данными [73].

10. На разработку получены патенты на изобретения. Разработанный метод используется в научно-исследовательской практике в ИММ КазНЦ РАН при выполнении Программ фундаментальных исследований Президиума РАН и ОЭММПУ РАН.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Якупов, Самат Нухович, 2011 год

1.Авдеев, В. В. и др. Обеспечение герметичности сальниковых узлов насосов с использованием уплотнительных материалов нового поколения / В.В. Авдеев и др. // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2003. - №10. - С.37-38.

2. Алексеев, К.П. Структура определяющих соотношений для компонент пленочно-тканевого композита / К.П. Алексеев, Р.А. Каюмов, A.M. Сулейманов, И.З. Мухамедова // Математическое моделирование и краевые задачи: Тр. межвуз. конф. Самара, 2003. - С.68-72.

3. Алексеев, С.А. Основы общей теории мягких оболочек / С.А. Алексеев // Расчет пространственных конструкций. Вып.ХЬМ.: Стройиздат.- 1967.-С.31-52.

4. А.С. 1742671 СССР, М. Кл. G 01 N 3/12, опубл. 23.06.92 г.

5. А.С. 1458766 СССР по М. Кл. G 01 N 3/12, опубл. 15.02.89 г.

6. Андреева, Л.Е. Упругие элементы приборов. / Л.Е. Андреева // М.: Машгиз. -1962. 456 с.

7. Бидерман, В.Л. Механика тонкостенных конструкций. / В.Л. Бидерман // М.: Машиностроение. 1977. - 488 с.

8. Биргер, И.А. Круглые пластинки и оболочки вращения. / И.А. Биргер // М.: Оборонгиз. 1959. - 368 с.

9. Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин. / И.А. Биргер // Справочник. М.: Машиностроение. 1979. - 702 с.

10. Галимов, К.З. Основы нелинейной теории тонких оболочек. / К.З. Галимов // Казань: Издательство казанского университета. 1975. - 328 с.

11. Галимов, К.З. К общей теории пластин и оболочек при конечных перемещениях и деформациях / К.З. Галимов // ПММ. 1951. Т. XV. Вып. 6. -С.723-742.

12. Галимов, Н.К. Об упругом равновесии защемленных круглых мембран под действием равномерного давления / Н.К. Галимов, Р.Г. Нуруллин, A.A. Леонтьев // Актуальные проблемы механики сплошной среды. ИММ КазНЦ РАН. Казань: Изд-во КГУ, 2004. С. 129-139.

13. Галимов, Н.К. Экспериментально-теоретический метод определения механических характеристик сферических пленок и мембран со сложной структурой/Н.К. Галимов, Н.М. Якупов, С.Н. Якупов//МТТ №3.- 2011.- С.58-66.

14. Галимов, Н.К. К определению модуля упругости сферических оболочек / Н.К. Галимов, С.Н. Якупов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. №4. - 2009. - С. 13-18.

15. Галимов, Н.К. К определению модуля упругости тонкостенных сферических оболочек из пластичных материалов / Н.К. Галимов, С.Н. Якупов // Труды Междун. Науч.-практ. конф. «Инженерные системы-2009». М.:РУДН, -2009.T.II. С.362-366.

16. Гмурман, В.Е. Введение в теорию вероятностей и математическую статистику / В.Е. Гмурман // Изд-во «Высшая школа», Москва. 1966.

17. Голушко, С.К., Обзор и анализ подходов к проблеме рационального проектирования армированных оболочек / С.К. Голушко, Ю.В. Немировский // Препринт ВЦ СО АН СССР. Красноярск. 1988. - №16. - 31 с.

18. Гольдштейн, P.B. Масштабный эффект в механике нанообразований / Р.В. Гольдштейн, В.А. Городцов, Н.Ф. Морозов // Сборник тезисов докладов участников Второго Международ, форума по нанотехнологиям. М.: РОСНАНО.- 2009г.-С.111-113.

19. Гольдштейн, Р.В. Модель развития водородных трещин в металле / Р.В. Гольдштейн, В.М. Ентов, Б.Р. Павловский // Доклады АН СССР. 1977, т.237, -№4. - С.828-831.

20. Гурский, Д. MATHCAD для студентов и школьников. / Д. Гурский, Е. Турбина //С.-Пб.: ПИТЕР. 2005. - 395с.

21. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. / А.И. Гусев // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 416 с.

22. Гуткин, М.Ю., Овидько И.А. Физическая механика деформируемых наноструктур. / М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько // Том 1. Нанокристаллические материалы. Изд-во «Янус», СПб, 2003. - 194 с.

23. Демокрит в его фрагментах и свидетельствах древности / Под ред. и с комм. Г.К. Баммеля. М.: ОГИЗ, 1935. - 382 с.

24. Еремина, H.A. Упругопластическое деформирование многослойного композита / H.A. Еремина, A.A. Барях // Механика композиционных материалов. 1994. Т.30. - №6. - С.723-729.

25. Ильгамов, М.А. Статические задачи гидроупругости. / М.А. Ильгамов // Казань: ИММ КНЦ РАН. 1994. - 208 с.

26. О.Ильюшин, A.A. Пластичность. / A.A. Ильюшин // М. Гостехиздат, 1948. -376 с.

27. Карпов, М.И. Механические свойства наноструктурных сверхпроводниковых материалов / М.И. Карпов // Сборник тез. докладов участников Второго Международного форума по нанотехнологиям. М.: РОСНАНО. 2009. - С.116.

28. Коноплев, Ю.Г. Экспериментальное исследование устойчивости цилиндрической оболочки, ослабленной круговым отверстием / Ю.Г. Коноплев // Исследования по теории пластин и оболочек. Изд-во КГУ. №5. - 1968. -С.500-503.

29. Коноблевский, С.Т. Действие облучения на материалы. / С.Т. Коноблевский // М.: Атомиздат, 1967. - 401 с.

30. Куприянов, В.Н. Долговечность тентовых материалов: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. / В.Н. Куприянов // Казань, 1986. - 440 с.

31. Куприянов, В.Н. Пленочно-тканевые материалы для строительных конструкций. / В.Н. Куприянов // Казань: КИСИ, 1989. - 94 с.

32. Локощенко, A.M. Методы моделирования влияния окружающей среды на ползучесть и длительную прочность металлов / A.M. Локощенко // Успехи механики. №4, - 2002. - С.90-120.

33. Луковский, И.А. Взаимодействие упругих тонкостенных элементов с жидкостью в подвижных полостях. / И.А. Луковский, В.А. Троценко, В.И. Усюкин // Киев: Наукова думка, 1989. - 240 с.

34. Лурье, С.А. К теории тонких пленок / С.А. Лурье, Ю.Г. Янковский, В.А. Бабешко, И.Ф. Образцов // Механика композиционных материалов и конструкций, т.5, №2, - 1999.

35. Муштари, Х.М. Нелинейная теория упругих оболочек. / Х.М. Муштари, К.З. Галимов // Казань: Таткнигоиздат. 1957. - 431 с.

36. Нанотехология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований / Под ред. М.К.Рока и др. Пер. с англ. А.В.Хачояна под ред. Р.А.Андриевского, М.: Мир, 2002. - 292с.

37. Низамов, Х.Н. Прогнозирование и предупреждение коррозионного разрушения конструкций. / Х.Н. Низамов, С.Н. Сидоренко, Н.М. Якупов // М.: Изд-во РУДН, 2006. - 355 с.

38. Пленки и покрытия 2005: Труды 7-й Международной конференции. СПб: Изд-во Политехнического ун-та, - 2005. - С. 282.

39. Пленки и покрытия 2007: Труды 8-й Международной конференции. СПб: Изд-во Политехнического ун-та, - 2007. - 305 с.

40. Пленки и покрытия 2009: Труды 9-й Международной конференции. 26-29 мая 2009 г. СПб: Изд-во Политехнического ун-та, - 2009. - 346 с.

41. ГОСТ 14236-81. Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение.

42. Пономарев, С.Д. Расчеты на прочность в машиностроении. / С.Д. Пономарев и др.// Т.2. М.: Машгиз, 1958. - 974 с.

43. Прикладная механика композитов. Сб.статей. Пер. с англ. М.:Мир, 1989. -358с.

44. Пул, Ч. Нанотехнологии. / Ч. Пул, Ф. Оуэне // М.: ТЕХНОСФЕРА, 2004. -328с.

45. Саченков, A.B. Теоретико-экспериментальный метод исследования устойчивости пластин и оболочек / A.B. Саченков // Исследования по теории пластин и оболочек. Изд-во КГУ. №7. 1970. - С.391-433.

46. Сборник тезисов докладов участников научно-технических секций Международного форума по нанотехнологиям. Т.2. М.: РОСНАНО, 2008. -536 с.

47. Сборник тезисов докладов участников научно-технических секций Международного форума по нанотехнологиям.Т.1.М.:РОСНАНО, 2008. -848 с.

48. Сборник тезисов докладов участников Второго Международного форума по нанотехнологиям. М.: РОСНАНО, 2009. - 728 с.

49. Сборник тезисов докладов участников Второго Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий. М.: РОСНАНО, -2009. 989 с.

50. Сидоренко, С.Н. Коррозия союзник аварий и катастроф: монография. / С.Н. Сидоренко, Н.М. Якупов // М.: Изд-во РУДН, - 2002. - 93 с.

51. Сидоров, JI.H. Фуллерены. / JI.H. Сидоров, М.А. Юровская, А.Я. Борщевский, И.В. Трушков, И.Н. Иоффе // М.: изд-во ЭКЗАМЕН, 2004. - 688с.

52. Тимошенко, С.П. Пластинки и оболочки. / С.П. Тимошенко, С. Войновский-Кригер // М.: Физматгиз, 1963. - 636 с.

53. Устинов, К.Б. Континуальное и дискретно-континуальное моделирование слоистых наноматериалов и систем с покрытиями / К.Б. Устинов, A.B. Ченцов // Сб. тез. докл. участ. Второго Междун. форума по нанотехнологиям. М.: РОСНАНО, 2009. - С.208-209.

54. Шугуров, А.Р. Особенности определения механических характеристик тонких пленок методом наноиндентирования / А.Р. Шугуров, A.B. Панин, К.В. Оскомов // Физика твердого тела. 2008. Т.50, вып.6. С.1007-1012.

55. Феодосьев, В.И. Упругие элементы точного приборостроения. / В.И. Феодосьев // М.: Государственное издательство оборонной промышленности, -1949. 343 с.

56. Чернина, B.C. Статика тонкостенных оболочек вращения. / B.C. Чернина // Гл. ред. физ.-мат. Литературы, М., Наука, 1968. - 456 с.73 .Энциклопедия полимеров. Том 3. Изд-во «Советская энциклопедия». М. -1972.-С. 310-333.

57. Якупов, Н.М. Строительные конструкции: этапы и перспективы развития. / Н.М. Якупов //Учебное пособие. Казань, КГАСУ, ИММ КазНЦ РАН, 2006. -154 с.

58. Якупов, Н.М. Об одной методике экспериментально теоретического исследования прочности полимерных пленок. / Н.М. Якупов, Н.К. Галимов, Ш.К. Галимов // Актуальные проблемы механики сплошной среды. Казань: ИММ КазНЦ РАН, 2001. - С. 456-461.

59. Якупов, Н.М. Экспериментально-теоретический метод исследования прочности полимерных пленок / Н.М. Якупов, Н.К. Галимов, A.A. Леонтьев // Механика композиционных материалов и конструкций. 2000. Т.6, - №2. -С.23 8-243.

60. Якупов, Н.М. Экспериментально-теоретический метод исследования полимерных пленок / Н.М. Якупов, Н.К. Галимов, A.A. Леонтьев, А.Р. Нургалиев // Актуальные проблемы механики сплошной среды. Казань: ИММ КазНЦ РАН, 2001. - С.137-146.

61. Якупов, Н.М. Прочность тонких пленок с дефектами / Н.М. Якупов, Н.К. Галимов, А.Р. Нургалиев, Э.Н. Салихов // Проблемы прочности и пластичности. Межвуз. сборник. Изд. Нижегородского ун-та. Н.Новгород, 2002. - С.131-134.

62. Якупов, Н.М. От каменных глыб к тонкостенным конструкциям. / Н.М. Якупов, Ш.К. Галимов, Н.И. Хисматуллин // Казань: Изд-во SOS, 2001. - 96 с.

63. Якупов, Н.М. Состояние конструкций градирен и предотвращение их разрушения / Н.М. Якупов, Ш.Ш. Галявиев, А.Р. Нургалиев, С.Н. Якупов // Проблемы энергетики. 2006, - № 7-8. - С.36-42.

64. Якупов, Н.М., Куприянов В.Н., Нуруллин Р.Г., Якупов С.Н. Способ определения прочностных свойств тончайших пленок и нанопленок и устройство для его осуществления: Патент РФ на изобретение №2387973 .

65. Якупов, Н. М. К исследованию механических характеристик пленок и пленочных структур / Н. М. Якупов, В.Н. Куприянов, С.Н. Якупов // Известия КГ АСУ. №1 (9) / 2008. - С.106-112.

66. Якупов, Н.М. Методика испытания пленок и мембран в условиях равномерного распределенного поверхностного давления / Н.М. Якупов, А.Р. Нургалиев, С.Н. Якупов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов.2008. Т.74. - №11. - С.54-56.

67. Якупов, Н.М. Приведенные механические характеристики элементов конструкций со сложной структурой / Н.М. Якупов, А.Р. Нургалиев, С.Н. Якупов // Труды Международной научно-практической конференции «Инженерные системы -2010», М.: РУДН, 2010. - С.156-159.

68. Якупов, Н.М., Нуруллин Р.Г., Галимов Н.К., Галявиев Ш.Ш. Способ определения прочностных свойств пленочных материалов: Патент на изобретение РФ № 2184361.

69. Якупов, Н.М., Нуруллин Р.Г., Нургалиев А.Р., Якупов С.Н. Способ испытаний образцов металлических мембран под напряжением и устройство для его осуществления: Патент РФ на изобретение № 2296976.

70. Якупов, Н.М. Пленки неоднородной структуры / Н.М. Якупов, С.Н. Якупов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. №1.2009. С.60-70.

71. Якупов, Н.М. Определение механических характеристик пленок с порами, нановключениями и нанопокрытиями / Н.М. Якупов, С.Н. Якупов // Сборник тез. докл. участ. Второго Межд. форума по нанотехнологиям. М.: РОСНАНО, -2009. С.427-429.

72. Якупов, Н.М. Методы расчета пленочных элементов конструкций. / Н.М. Якупов, С.Н. Якупов // Учебное пособие. Казань, КГАСУ, 2007. - 117 с.

73. Якупов, С.Н. К определению механических характеристик нанопокрытий / С.Н.Якупов // Инновации РАН 2010: материалы ежегодной научно-практической конференции. Казань: Изд-во «Слово», - 2010. - С.352-355.

74. Якупов, С.Н. Механические характеристики тонких покрытий из оксида титана в системе «покрытие полимерная пленка / С.Н. Якупов // Механика композиционных материалов и конструкций, - 2010. - Т.16, - N3. - С.436-444.

75. Яновский, Ю.Г. Квантово-механические исследования механизма деформации углеродных нанотрубок / Ю.Г. Яновский, Е.А. Никитина, С.М. Никитин, Ю.Н. Карнет // Механика композиционных материалов и конструкций. 2009. - Т.15. - №3. - С.345-368.

76. Abstracts. The second International Competition of Scientific Papers in Nanotechnology for Young Researchers. M.: Rusnanotech, 2009. - 880 p.

77. Abstracts. The second Nanotechnology International Forum. M.: Rusnanotech, -2009. 600 p.107. ASTMD 412-41.

78. Gao, H., Huang Y., Nix W.D. //Naturwissenshaflen. 1999. V.86. P.507.

79. Jakupov, Nuch et alea RUSSIE Determination des caractéristiques mécaniques des membranes et des films défectueux et leur utilisation // 35 SALON INTERNATIONAL DES INVENTIONS, DES TECHNIQUES ET PRODUITS NOUVEAUX DE GENEVE, - 2007. - P. 99, 101.

80. Kosvintsev, S. Modelling of dead-end microfiltration with pore blocking and cake formation./ S. Kosvintsev, R.G. Holdich, I.W. Cumming, V.M. Starov // J. Membrane Science. 2002. - V. 208, - p. 181-192.

81. The second International Competition of Scientific Papers in Nanotechnology for Young Researchers. Abstracts. M.: Rusnanotech, 2009. - 880 p.123 .The second Nanotechnology International Forum. Abstracts. M.: Rusnanotech, -2009. 596 p.

82. Yakupov, N.M. Definition of mechanical characteristics of films with the pores, nanoinclusions and nanocoatings / N.M. Yakupov, S.N. Yakupov // Abstracts. The second Nanotechnology International Forum. M.: Rusnanotech, 2009. - P.344-346.