ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод испытания на растяжение образца с центральным косоугольным надрезом из "Межслойные эффекты в композитных материалах " С помощью метода конечных элементов в работе [59] показано, что модифицированный метод испытания на сдвиг путем перекашивания полосы очень удобен для определения критических коэффициентов интенсивности напряжений для деформирования типа II. Для разделения компонент деформирования типов I и II в [59] использован метод смыкания трещины [60]. Численные результаты для графито-эпоксидных композитов показали, что А ,/А ,, 0,012. Результаты расчета, представленные на рис. 4.65, указывают, что влияние формы образца на результаты испытаний существенно только при больших значениях a/L. [c.279] Анализ напряженного состояния образца для испытания на сдвиг по методу перекашивания полбсы [59, 61] показал наличие состояния однородного сдвига в центральной зоне. В то же время вдоль границы образца у его свободных кромок существуют большие компоненты нормального напряжения. В работе [56] на плоскость образца вдоль свободных кромок наклеивался слой ткани из графитовых волокон. Таким образом, при испытании графитоэпоксидных композитов удалось предотвратить разрушение от растяжения в трансверсальном направлении до наступления сдвигового разрушения. В случае композитов на основе графитовых волокон и термопластичных связующих для этого необходимо усиление кромок двумя слоями ткани. [c.281] Этот критерий разрушения, так же как и линейный критерий в уравнении (142), не основан на физическом или морфологическом принципе, а представляет собой всего лишь аппроксимирующую зависимость. [c.285] Данные по деформированию типа II на рис. 4.67 определены экстраполяцией, поскольку результаты, полученные в [56] для деформирования типа II на образцах для испытания по методу перекашивания полосы, оказались завышенными из-за эффектов, связанных с конструкцией образца [63]. [c.285] Образец с центральным надрезом для растяжения под углом к направлению армирования представляет уникальную возможность изучения морфологии поверхности разрушения смешанного типа с разным вкладом деформирования типов I и II. Поверхности разрушения были изучены в работе [56]. Отдельные результаты из этой работы представлены далее таким образом, чтобы можно было представить себе специфику поверхностей, образующихся при разрушении смешанного типа в однонаправленных композитах. [c.285] Поверхности разрушения графито-эпоксидного композита показаны на рис. 4.68, а графито-полиэфирэфиркетонного — на рис. 4.69. Участки поверхности вблизи вершины трещины отделялись от образца и исследовались на сканирующем электронном микроскопе. Увеличение на рис. 4.68 и 4.69 составляет 440. Все образцы фотографировались под углом 30° к нормали поверхности. [c.285] Поверхности разрушения графито-эпоксидного композита (увеличение 440) [56]. а — 13 = 90° 6 IS = 45° в — метод перекашивания полосы. [c.286] Сдвиг методом перекашивания полосы, деформирование типа II. На рис. 4.68, в концы волокон, направленные вправо, сжаты и сплющены и, наоборот, направленные влево, имеют вид, характерный для разрушения от растяжения. Перья матрицы имеют локальный арактер и обнаруживаются только в глубоких расщелинах между волокнами. [c.286] Халпином [64], особенно выражено при малых /3, когда эелик вклад сдвигового деформирования. Например, в [56] было найдено, что для исследуемого в этой работе материала с /3 = 5° необходимо задать L/b = 25, если нужно, чтобы отклонение величины Л, от решения для бесконечной пластины не превысило 10%. Еще одно ограничение связано с требованием избегать попадания концов одного и того же волокна образца в верхний и нижний захваты. [c.289] Результаты, представленные на рис. 4.66 и 4.67, не учитывают влияния конечной ширины образца. Было найдено, что изотропные поправочные коэффициенты такие же, как и при деформировании типа I [60, 65] (/3 = 90°). Для случая /3 = 90°, представленного на рис. 4.68 и 4.69, найдено, что поправка для Л, меньше 3%. Для определения поправочных коэффициентов при нагружении под углом к главной оси ортотропии требуется применение численных методов, подобных методу конечных элементов. Для получения достаточно точных результатов необходимо, по-видимому, разбиение на большое число элементов области у вершины трещины. [c.289] Чувствительность к малым отклонениям в ориентации волокон сильно возрастает для малых /3. Так, при испытании под углом /3 = 5° ошибка 1° дает разброс G,,, достигающий 79%. [c.289] Вернуться к основной статье