ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ТРЕХПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ С МИНИМАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ (ГИРОИДОВ)
Authors: Маматов Э.У. , Ташполотов Ы. 
Published: February 2025

В этой работе вычисляются однородные упругие и теп­ло­вые свойства композитана основе трехпериодической тех­но­логии с минимальной поверхностью композита (TPMS). Про­демонстрировано что, элементарная ячейка на основе ги­роид­ной, трехпериодической технологии с минимальной по­верх­­ностью композита подвергается периодическим гранич­ным условиям для получения однородных свойств материала. Ус­­тановлено, что свойства композита на основе гироидов (ги­роид (gyroid) – непрерывная, без самопересечений, беско­неч­­но повторяющаяся в трёх измерениях структура с мини­маль­ной поверхностью) можно регулировать, изменяя коэф­фи­циент Пуассона или объемную долю волокон в трехперио­ди­ческой технологии с минимальной поверхностью (TPMS). Про­анализировано влияние отрицательного коэффи­циента Пуас­сона и различных объемных долей на однородные свой­ства. Средствами интегрированнойплатформы для модели­ро­ва­ния исследовано, что увеличение объемной доли волокон в трехпериодической технологии с минимальной поверхностью композита (TPMS) увеличивает эффективный модуль Юнга и мо­дуль сдвига. Приведены краткие сведения о базальтовых гор­ных породах, и о композитах из базальтовых волокон.

Бул иште композиттин бир тектүү ийкемдүү жана жы­­луулук касиеттери үч мезгилдүү технологиянын негизинде минималдуу композит бети менен эсептелет. Бул көрсө­түл­дү, минималдуу композит бети менен гироиддик, үч мезгилдүү тех­нологиянын негизинде бирдик клеткасы бирдей мате­ри­ал­дык касиеттерди алуу үчүн мезгилдүү чек ара шарттарына дуу­шар болот. Гироид негизиндеги композит­тин касиеттери (гироид – үзгүлтүксүз (өз алдынча кесилиш­сиз) үч өлчөмдүү ми­нималдуу беттик чексиз кайталануучу структура) пуассон коэф­фициентин же үч мезгилдүү минималдуу беттик техно­ло­­гиядагы жипчелердин Көлөмдүк үлүшүн өзгөртүү менен жөн­гө салынышы мүмкүн экени аныкталган. Пуассондун терс коэффициентинин жана ар кандай көлөмдүк фрак­ци­я­лар­­дын бирдей касиеттерге тий­гизген таасири талданды. Ин­те­гралдык моделдөө платфор­масынын каражаттары ме­нен үч мезгилдүү технологиядагы жипчелердин көлөмдүк үлү­шүн минималдуу композит бети менен көбөйтүү натыйжа­луу Юнг модулун жана жылышуу модулун көбөйтөт деп изил­ден­ген. Базальт тектеринин кыска­ча маалыматтары жана базальт буласынан жасалган композиттер.

In this work, the homogeneous elastic and thermal properties of the composite are calculated based on three-period technology with a minimum composite surface (TPMS). It is demonstrated that an elementary cell based on a gyroid, three-period technology with a minimum composite surface is subjected to periodic boundary con­ditions to obtain homogeneous material properties. It has been established that the properties of a gyroid-based composite (gyroid is a continuous (without self-intersections) infinitely repeating struc­ture in three dimensions with a minimum surface) can be adjusted by changing the Poisson ratio or the volume fraction of fibers in three-period technology with a minimum surface (TPMS). The influence of the negative Poisson's ratio and various volume fractions on homogeneous properties is analyzed. By means of an integrated modeling platform, it has been investigated that an in­crea­se in the volume fraction of fibers in a three-period technology with a minimum composite surface (TPMS) increases the effective Young's modulus and shear modulus. Brief information is provided on basalt rocks and composites made of basalt fibers.