ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические характеристики расслоения из "Межслойные эффекты в композитных материалах " Данный раздел посвящен описанию физического поведения некоторых обычно наблюдаемых межслойных трещин в матрице. Цель описания — способствовать разработке логической процедуры для аналитического подхода. [c.94] На рис. 2.4 показаны рентгеновский снимок и сопутствующая ей микрофотография, демонстрирующие картину расслоения на свободной кромке эпоксидного слоистого углепластика со структурой [ 45°/0°/90°] , подвергнутого осевому растяжению. В этом конкретном случае расслоение началось вдоль обеих кромок образца при напряжениях, уровень которых составляет меньше 90% предельных, а его последующее распространение в глубь образца было сравнительно устойчивым. Окончательное разрушение произошло, когда расслоилось приблизительно 80% образца. [c.95] Сопутствующая микрофотография на рис. 2.4 дает более детальное изображение расслоения. Она показывает кромку расслоившейся части образца, увеличенную во много раз, так что видны локальные детали. Расслоившаяся поверхность не совпадает с какой-либо из поверхностей раздела слоев полностью. Скорее, поверхность трещины зигзагообразно изломана по толщине слоя 90°. [c.95] На рис. 2.5 приведена микрофотография расслоения кромки в другом образце [ 45°/0°/90°] , нагруженном почти до его окончательного разрушения. Здесь в дополнение к начальному расслоению в слое 90° также появляются внутрислойные трещины и расслоения на поверхностях раздела -1-45°/-45° и -45°/0°. Микрофотография свидетельствует о том, что на этой, завершающей, стадии нагружения растрескивание матрицы слоистого композита является процессом, включающим различные виды разрушения многие из них могут проявляться во всех слоях, несмотря на то что композит в целом еще воспринимает нагрузку. [c.95] Наконец, на рис. 2.7 представлен рентгеновский снимок в плане образца из эпоксидного углепластика с укладкой [902/02/ 45 , на-гружешюго осевым сжатием и испытавшего расслоение у свободной кромки. В данном случае существовало поле растягивающих межслойных напряжений вдоль свободных кромок в слоях 45° [12]. Как следствие, произошло расслоение на поверхности раздела + 45°/—45°. Отметим, что контур распространяющегося расслоения не является таким же ровным вдоль свободной кромки, как в предыдущих примерах. Возможно, это обусловлено наличием концевых накладок, а также малой длиной самого образца. В эксперименте [12] образец разрушился из-за выпучивания слоя, которое произошло вслед за расслоением у свободной кромки. [c.99] В проведенном выше обсуждении акцент сделан на физическом характере расслоения у свободной кромки, которое наблюдалось при испытаниях некоторых образцов установлен ряд важных геометрических факторов, влияющих на результаты испытаний. Во многих конструктивных элементах имеются разрывы как геометрических параметров, так и физических характеристик, в зоне которых концентрация нагфяжений выше, чем у свободных кромок. В качестве примера на рис. 2.8 представлен рентгеновский снимок образца из эпоксидного углепластика с укладкой [45°/02/—45°/02/90°] в окрестности сквозной трещины после растягивающей нагрузки, составляющей приблизительно 94% предельной. Видно, что расслоение происходит как вдоль свободных кромок образца, так и вокруг отверстия. Расслоение контура вокруг отверстия имеет сложный характер, причем повреждение не ограничивается одним только расслоением. [c.99] Наконец, изучим рентгеновский снимок (рис. 2.10) образца 48-слойного квазиизотропного эпоксидного углепластика, подвергнутого низкоскоростному удару. Удар в основном привел к образованию трещин в различных слоях матрицы и на поверхностях раздела между ними. Установлено, что остаточная прочность слоистого композита после удара значительно снижена из-за развития повреждений при нагружении. Один из основных видов процесса повреждения — развитие расслоения. [c.100] Рассмотренные выше примеры демонстрируют сложный характер межслойного растрескивания и его развития. Хотя основная причина межслойного растресйтания приписывается наличию межслойных напряжений, роль, которую играют эти напряжения в сложных ситуациях, полностью не выяснена. В таких ситуациях внутрислойные и межслойные трещины почти всегда взаимодействуют чтобы понять механизмы этого взаимодействия, необходимо еще преодолеть ряд сложных физических и математических проблем. [c.100] Вернуться к основной статье