ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Разрушение по типу I при испытании на расслоение у кромки из "Межслойные эффекты в композитных материалах " Хотя образец для испытания на расслоение у свободной кромки с инициирующей трещиной и обеспечивает разрушение по механизму типа I, обработка экспериментальных данных становится довольно трудоемкой из-за остаточных технологических напряжений. Причем эти напряжения могут быть весьма значительными [36, 39]. В частности, уравнение (73) для учета начальных напряжений должно быть модифицировано. Для применения модифицированной схемы обработки требуется знание коэффициентов теплового расширения отдельных слоев и исходной температуры, сответству-ющей ненагруженному состоянию. Определение последней характеристики может представить значительные трудности. Для слоистых композитов, у которых в срединной плоскости у свободной кромки развивается межслойное растяжение, остаточные напряжения в результате термической усадки приводят к появлению направленной наружу начальной кривизны вдоль свободных кромок, как показано на рис. 4.37. Несимметричность слоистого пакета выше и ниже срединной линии является причиной появления кривизны. Межслойное растягивающее напряжение в вершине трещины зависит от начальной кривизны. [c.241] Нормированные значения скорости высвобождения энергии деформирования типа I представлены на рис. 4.40—4.42. Беглое изучение уравнения (81) и результатов, представленных на рис. [c.247] Следует отметить, что деформация е в уравнении (81) является суммарной [36], т. е. [c.248] Уитни и Найт [36] экспериментально исследовали образцы композита (30°/- 30°/30°/90 )j с начальными трещинами различной длины. Полуширина образцов составляла й = 25,4 мм вместе с зонами, где были инициированы трещины. Длина начальной трещины составляла а = 3,175, 6,35, 9,525 и 12,7 мм. Остальные размеры образца показаны на рис. 4.43. [c.249] Таким образом, расчетные и экспериментальные величины — Е идентичны. Данные на рис. 4.45 получены усреднением по трем образцам. Вертикальными штрихами обозначен разброс. [c.251] Из табл. 4.6 и рис. 4.46 следует, что возрастает с увеличением длины трещины. Довольно значительный разброс данных, тем не менее, не позволяет сделать определенного вывода относительно влияния длины трещины на С, . [c.252] Чтобы продемонстрировать влияние остаточных напряжений на измеренную величину критической скорости высвобождения энергии деформирования типа I, в работе [40] были также получены результаты для повышенной температуры. [c.254] Используя образец с расслоением у кромок с вкладышами в срединной плоскости, имитирующими инициирующую трещину, для определения критической скорости высвобождения энергии деформирования, следует учитывать первое продвижеш1е трещины. Это обусловлено несимметричным и неоднородным характером фронта трещины, что затрудняет определение ее длины. На рентгенограмме (рис. 4.49) видны трещины, растущие от кромок, после разгрузки образца шириной 25 мм с вкладышами 3,175 мм в состоянии деформирования, которому на кривой напряжение — деформация соответствует окончание плато, подобное показанному на рис. 4.44 [36]. Разрушение через расслоение на рис. 4.49 ограничивает срок службы образца согласно исследованию усталостного поведения. [c.255] Надо отметить, что в образце с расслоением у кромок с вкладышами перед кромкой вкладыша, направленной внутрь образца, образуется область, обогащенная связующим ( полимерный карман ), так же как и в образце типа двойной консольной балки. Данные, приведенные в разд. 4.5.2 и 4.5.3, получены по первому продвижению трещины через такой полимерный карман . Следует обратить внимание на выяснение влияния этой области на измеряемую скорость высвобождения энергии деформирования. Для ее разрушения можно применять предварительное нагружение образца. Используя такой прием, перед фронтом трещины следует устанавливать зажимы, предотвращающие ее прорастание далеко в глубь образца. [c.255] По-видимому, испытание образца с расслоением у кромок без остаточных напряжений представляет собой реальный подход для оценки G, при комнатной температуре. Для испытаний при повышенной температуре, однако, необходимо применение более сложной методики обработки данных, включая использование уравнения (85). Это в известной степени ограничивает возможности метода расслоения у кромок как стандартной процедуры измерения энергии разрушения при деформировании типа I. Для применения уравнения (85) кроме упругих констант слоя необходимо знать его коэффициенты теплового расширения и величину ДГ. Тем не менее образец с расслоением у кромок представляет соЙой интересный объект для изучения расслоения при наличии остаточных напряжений. Учет остаточных напряжений необходим при использовании механики разрушения для оценки возможности расслоения в реальных конструкциях, как правило, подверженных действию таких напряжений. [c.256] Вернуться к основной статье