ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Концентрация напряжений в композитах из "Введение в механику разрушения " Простой вид критерия (24.1) делает возможным решение ряда задач о концентрации напряжений. Заметим, что использование, к примеру, критерия (24.3) связано с большими расчетными трудностями. [c.63] Выберем в качестве примера задачу о большой перекрестно армированной пластине, растягиваемой вдоль одного из направлений армирования и содержащей круговое отверстие (см. рис. 48) [22]. Область вокруг отверстия предполагается достаточно большой по сравнению с характерным структурным размером (расстоянием между волокнами). Таким образом, материал в принципе можно рассматривать как однородный, и мы можем ограничиться изучением макронапряжений. Легко видеть, что напряжения а х, и Оху достигают максимальных значений на границе отверстия [22]. [c.63] Результат оказывается в форме алгебраического уравнения относительно соз О, которое легко решается. Искомая точка зависит и от упругих свойств материала. Так, найдем 0о 2О° 5°. В качестве примера для некоторых видов полимеров, армированных стекловолокнами (50 %), получено, что 00=24°. Величина растягивающего напряжения в момент начала разрушения была в 3,5 раза меньше,- чем для образца без отверстия. [c.63] Для вычисления значения коэффициента концентрации напряжений в этом (последнем) случае рассматривают полу-эллиптическое отверстие, или, следуя терминологии Ней-бера, неглубокий вырез. Результаты в обоих случаях почти совпадают. Радиус кривизны остается неизменным, а глубина / легко вычисляется через угол 0о. Для используемых на практике композитов эффективный коэффициент концентрации напряжений (т. е. частное от деления разрушающей нагрузки для образца с отверстием на разрушающую нагрузку для образца той же площади, но без отверстия) находится в достаточно узких пределах между 1,45 и 1,55. Результаты опытов вполне подтверждают теоретические выводы, если радиус кривизны отверстия достаточно велик, а глубина f значительно превышает расстояние между волокнами (напомним, что для однородного анизотропного материала коэффициент концентрации напряжений Обычно значительно больше, чем для изотропного, где он равен 3). [c.64] Для однонаправленно армированных пластиков, однако, все наоборот — образование в т. 0 = 0о трещины ведет к разрушению, так как трещина может продвинуться на очень большое расстояние — например, следуя вдоль волокон. [c.64] Для материалов, армированных в направлении действия растягивающей нагрузки и имеющих боковой вырез (см. рис. 49), основную роль играют сдвиговые напряжения. Поэтому в формуле (24,1) членом а , можно пренебречь. [c.64] Вернуться к основной статье