ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Закон деформирования при плоском напряженном состояПолзучесть двухнаправленно-армированных пластиков из "Прочность армированных пластиков " Для определения напряженно-деформированного состояния компонент однонаправленно-армированного пластика при длительном поперечном нагружении следует решить объемную краевую задачу для неоднородной двухкомпонентной среды. Однако в настоящее время точного решения такой задачи не существует, Руководствуясь целью установления лишь основных, наиболее существенных закономерностей распределения и перераспределения напряжений и деформаций в компонентах при поперечном нагружении пластика, авторы работы [12] рассматривают однонаправленно-армированный пластик как двоякопериодическую среду, повторяющийся элемент которой, выбираемый в качестве расчетной модели, был показан на рис. 2.5. Пользуясь методом гипотетического разреза расчетного элемента на бесконечно тонкие слои, они составляют систему уравнений, отражающую напряженно-деформированное состояние повторяющегося элемента и всего армированного пластика в целом. [c.102] Решение задачи по определению поперечной ползучести однонаправленно-армированного пластика сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений совместно с уравнениями деформирования компонентов. В дальнейшем принимаем, что волокна являются трансверсально-изотропным упругим материалом, а полимерное связующее деформируется согласно зависимости (3.1). В итоге получены зависимости [16] для определения напряжений в волокнах и в полимерном связующем в любой момент времени при длительном статическом нагружении однонаправленно-армированного слоя поперек направления армирования. [c.102] На основе этих результатов можно сделать вывод, что полимерное связующее находится в неравномерном трехосном напряженном состоянии, причем для таких армированных пластиков, как стеклопластики и боропластики, это напряженное состояние практически ие зависит от длительности нагружения. Таким образом, можно считать, что в процессе поперечной ползучести стекло- и боропластиков полимерное связующее находится в постоянном напряженном состоянии. Следовательно, в качестве закона деформирования полимерного связующего можно пользоваться зависимостью (3.9). Согласно расчетной схеме, изображенной на рис. 2.5, ползучесть всех слоев одинакова, т. е. ползучесть армированного пластика в направлении нагружения равна ползучести любого слоя. [c.102] Графическое изображение функции 22(О в диапазоне времен ползучести от О до 160 сут дано на рис. 3.11 сплошной линией. [c.104] Для армированных пластиков с выраженной анизотропией волокон (например, углеродных и органических) изложенная методика определения свойств поперечной ползучести является весьма приближенной. [c.105] При нагружении угле- и органопластиков постоянной длительно действующей поперечной нагрузкой напряженное состояние компонентов во времени изменяется. Так, для углепластика увеличение максимального значения напряжения в полимерном связующем в процессе ползучести составляет до 30% от начального значения. [c.105] Функция ползучести полимерного связующего D t) задается выражением (3.8). [c.106] В предыдущих разделах было показано, что в однонаправленно-армированных пластиках практически отсутствует ползучесть при нагружении в направлении армирования, но она сильно выражена при нагружении в поперечном направлении и при продольном сдвиге. Можно предположить, что при нагружении армированного пластика в направлении армирования деформации, возникающие в поперечном направлении, не зависят от длительности нагружения. Аналогичное предположение о том, что и деформации, возникающие в направлении армирования, не изменяются во времени при статическом нагружении в поперечном направлении, является выражением условия симметричности матрицы податливости однонаправленно-армированного пластика в любой момент времени. [c.106] Расчетные кривые, построенные согласно уравнению (3.43) для случая одноосного нагружения фенолоформальдегидного стеклопластика под различными углами относительно направления армирования, приведены на рис. 3.12. [c.108] Пример 3.5. Построить кривую ползучести однонаправленно-арми-рованного фенолоформальдегидного стеклопластика при осевом нагружении под углом а = 30 к направлению армирования. Исходные данные те же, что и в примерах 3.3 и 3.4. [c.108] По зависимостям (2,9) и (2.11) устанавливаем, что для рассматриваемого стеклопластика ц = 3,8-10 МПа, а V j = 0,28. [c.108] Среди двухнаправленно-армированных пластиков значительное место занимают слоистые материалы, состоящие из чередующихся однонаправленно-армированных слоев одинаковой толщины, ориентированных так, что между направлениями волокон двух смежных слоев образуется угол 2а. Этот материал является ортотропным с осями упругой симметрии в направлениях, ориентированных под углами а и 90° — а относительно направлений армирования. Примером такого материала является пластик, созданный двухнаправленной симметрично ориентированной спиральной намоткой на цилиндрическую оправу. [c.109] Следует отметить, что частным случаем двухнаправленно-армированных материалов являются ортогонально-армированные пластики с одинаковым объемным содержанием слоев, ориентированных в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В этом случае оси упругой симметрии ориентированы под углом 45° относительно направлений армирования. [c.109] Схема армированного пластика и ориентация осей нагружения показана на рис. 3.13. [c.109] На рис. 3.14 приведены экспериментальная и расчетная кривые ползучести ортогонально-армированного фенолоформальдегидного стеклопластика при сжатии под углом 45° к направлению армирования. Экспериментальные результаты получены при сжимающем напряжении = 57 МПа. [c.111] Пример 3.6. Построить кривую ползучести ортогонально-армированного фенолоформальдегидного стеклопластика при осевом нагружении под углом 45° к направлению армирования. Исходные данные те же, что и в примерах 3.3—3.5. [c.111] Кривая 0х(О / а , построенная согласно этой зависимости, приведена на рис. 3.14 в виде сплошной линии. [c.112] Вернуться к основной статье