Для многих изделий машиностроения, авиастроения и судостроения важным элементом являются системы гашения вибраций из полимерных композиционных материалов, которые кроме высоких удельных упруго-прочностных свойств обладают и значительными диссипативными характеристиками, что обеспечивает возможность создания многофункциональных силовых конструкций, обладающих одновременно и значительными демпфирующими свойствами. Представлен метод расчета параметров рассеяния энергии в особых типах композитных конструкций на основе гибридных материалов с различными типами армирующих волокон и полимерных матриц. Метод базируется на использовании модели линейно-вязкоупругих сред при установившихся колебаниях и асимптотической теории многослойных пластин, которая обобщена для вязкоупругих сред. Эта теория позволяет с высокой точностью вычислять все шесть компонент тензора напряжений в тонких многослойных композитных пластинах при циклическом нагружении, включая поперечные напряжения и напряжения межслойного сдвига, поскольку диссипативные свойства слоисто-волокнистых полимерных композитов проявляются, существенным образом, как раз в этих направлениях. С помощью разработанного метода проведено численное моделирование напряжений в вязкоупругой пластине из композитного гибридного слоисто-волокнистого материала при изгибных колебаниях на основе стеклянных и арамидных волокон, а также содержащего специальные слои высокодемпфирующего полимера МПВТ-А. Численные расчеты показали, что максимальные значения коэффициента рассеяния энергии реализуются в слоях композитной пластины из высокодемпфирующего материала МПВТ-А, а также в слоях с арамидными волокнами, обладающими вязкоупругими свойствами. Обнаружен эффект, состоящий в том, что максимум коэффициента рассеяния энергии в гибридной композитной пластине при изгибных колебаниях реализуется при определенном значении угла 35°. Этот эффект может быть использован при проектировании оптимальных структур гибридных композитных пластин.

Vibration damping systems made of polymer composite materials are important elements of engineering, aerospace, and shipbuilding products. These systems, along with high specific elastic and strength properties, have significant dissipative characteristics, which makes it possible to create multifunctional power structures with high damping properties. A method for calculating the energy dissipation parameters in special types of composite structures made of hybrid materials with various types of fiber reinforcements and polymer matrices is presented. The method is based on the linear viscoelastic media model under steady-state vibrations and the asymptotic theory of laminated plates generalized to viscoelastic media. This theory makes it possible to accurately calculate all components of the stress tensor in thin multilayered composite plates under cyclic loading including interlayer transverse stresses and strains. The dissipative properties of multilayered fiber polymer composites are manifested mainly in these directions. This method was used for the numerical simulation of flexural vibrations of a viscoelastic plate made of hybrid laminated composite material containing glass and aramid fibers, as well as special MPVTA polymer layers. The results of analysis show that the energy dissipation is maximum in the MPVT-A polymer layers and in the layers containing viscoelastic aramid fibers. It has been found that the energy dissipation in a hybrid composite plate under flexural vibrations is maximum at a certain angle. This phenomenon can be used in the design of optimal structures of hybrid composite plates.