Прогнозування тривалої міцності деревних композитів з використанням кінетичних рівнянь

Існуючі моделі поведінки конструкцій при постійному навантаженні (повзучості) мають досить широкий горизонт прогнозування і низьку точність. Як правило, вони враховують перехід від неруйнованого стану елемента до зруйнованого за одну стадію. Метою цього дослідження було обґрунтування та розробка нового підходу до прогнозування довгострокової міцності на основі кінетичних рівнянь, який, у свою чергу, повинен враховувати багатоступеневий характер процесу поступового руйнування елементів конструкції. Для досягнення цієї мети були вирішені завдання створення багатоступінчастого кінетичного переходу окремих структурних елементів із спочатку пружного стану у в’язкопружний, а потім у тріщинований. Описуючи цей процес, автори статті використовували методи формальної кінетики та теорії механіки пошкоджень континууму, а також метод базових діаграм. В якості матеріалів, що вивчаються, були використані композити на основі деревини. За результатами проведених повномасштабних та обчислювальних експериментів було визначено: математична модель на основі кінетичних рівнянь адекватно описує поведінку досліджуваних матеріалів для довгострокової міцності; запропонована двоетапна модель визначає горизонт прогнозу набагато точніше, ніж існуючі одноетапні моделі. Кінетичні параметри, що визначають швидкість переходу структурного елемента з пружного стану у в'язкопружний, а потім у руйнований, були визначені на основі експериментальних базових діаграм. Час до руйнування визначали при триточковому вигині за навантаження, що дорівнює 70 % міцності на вигин при температурах 20 °C і 60 °C, постійній вологості RH 65 % та вологості MC 8 %. При побудові контрольних карт навантаження збільшилося ще на 15 %. Метод дозволяє звузити горизонт прогнозу та з більшою точністю визначити момент переходу споруди зі стаціонарного стану в режим із загостренням