ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Композиты, армированные системой двух нитей из "Композиционные материалы " Типы и характеристики стеклотканей приведены в табл. 9.4. Их схемы армирования показаны на рис. 9.6 (они обозначены в табл. 9,4 римскими цифрами). Композиты изготавливались в форме пластин методом пропитки в вакууме под давлением. [c.273] Для удобства дальнейшего описания введена классификация материалов по структурной схеме армирования, углу наклона волокон основы к направлению оси X и типу арматуры. Стеклопластики на основе алюмоборосиликатных волокон АБ обозначены буквой С, высокомодульные и полые волокна имеют дополнительные буквы в обозначении — в и п . Степень искривления волокон (средний угол наклона к оси 1 в градусах) указана арабскими цифрами, идущими после римской, две последние арабские цифры обозначают объемное содержание волокон в процентах. [c.273] Все кривые деформирования на рис. 9.7 имеют линейный начальный участок. Наклон и точка перелома кривой зависят от направления приложения нагрузки. Положение точки перелома определяется и видом нагружения. По сравнению с растяжением при испытании на сжатие (см. [c.273] Различия в свойствах армирующих волокон или в структурных схемах армирования при одних и тех же углах искривления волокон основы практически не влияют на характер кривых деформирования при изгибе [1]. [c.275] Все типы материалов рассматриваемого класса имеют линейную зависимость между деформациями и напряжениями в достаточно широком диапазоне расчетных эксплуатационных нагрузок. Это позволяет использовать для расчета упругих характеристик разработанную для упругих материалов теорию армированных сред. [c.275] Упругие постоянные слоя с прямолинейным расположением волокон в направлениях 1 и 2, входящие в зависимости (9.8)—(9.10), определяются по формулам табл. 9.1. Таким образом, задаваясь параметрами искривления волокон в слое (см. табл. 9.3) и используя формулы (9.4)—(9.10), определяют упругие постоянные композита, образованного системой двух нитей. [c.277] В случае использования высокомодульной арматуры и при условии пренебрежения в указанных зависимостях членами Е /Е/ для расчета упругих характеристик композита используют приближенные выражения, которые приведены в табл. 9.5. Значения упругих постоянных, вычисленные по приближенным формулам табл. 9.5, несущественно отличаются от значений характеристик, вычисленных по полным зависимостям (9.5)— (9.7). Наибольшая погрешность наблюдается при расчете модулей сдвига. Для материалов с углом наклона волокон основы 45° погрешность при расчете Git по упрощенным формулам составила 5,5%. Увеличение жесткости армирующих волокон практически не влияет на погрешность (1]. [c.277] Расчет характеристик по выражениям из табл. 9.5 для исследуемых материалов несложен. При наличии постоянной степени искривлений волокон в указанные зависимости вводится параметр искривления ф. Для материалов типа С-П1-15-48 и -IV-14-49 при наличии двух степеней искривления волокон вводятся два параметра i 3i и ifij. Жесткость слоев приближенно вычисляют по формуле суммирования. [c.277] Упругие характеристики исследуемых материалов и резу.чьтаты статистической обработки приведены в табл. 9.6. Сопоставление расчетных и экспериментальных значений свидетельствует о достаточной точности рассматриваемого подхода (табл. 9.7). Расхождения в расчетных и экспериментальных значениях модулей упругости не превышают 17%, причем расчетные значения, в основном, оказываются выше экспериментальных. Для модуля сдвига наблюдается некоторое превышение экспериментальных значений над расчетными максимальное расхождение 19%. [c.277] Модули упругости стеклопластиков при испытании на сжатие и растяжение в направлении прямолинейных волокон практически одинаковы. При нагружении в направлении искривленных волокон на растяжение и сжатие для некоторых типов стеклопластиков 18] наблюдаются значительные расхождения в значениях модулей упругости. [c.277] Примечания 1. Коэффициент вариации значений упругих характеристик не превышал 7%. [c.279] Примечания 1. Расчетная система осей координат направлена вдоль осей материала хуг. [c.279] Значения упругих постоянных рассчитываются с учетом искривления волокон по зависимостям из табл. 9.5. [c.280] Примечание. Коэффициент вариации значений упругих характеристик не превышал 8%. [c.280] Примечания 1. Здесь и далее нижние индексы д и I/ соответствуют направлению главных осей верхние индексы + — растяжение, — — сжатие, и — изгиб. [c.281] За исходные расчетные данные при этом принимаются опытные значения характеристик в главных направлениях и под углом 45 к ним. Применимость зависимости (9.14) подтверждена совпадением расчетных и экспериментальных значений этих характеристик для трех типов материалов (рис. 9.11). [c.282] Прочность при сжатии исследуемых материалов под углами ф, не равными О и 90°, как правило, оказывается аначительно выше прочности их при растяжении (табл. 9.11). Все композиты исследованных типов имеют стабильные значения рассматриваемых характеристик, о чем свидетельствует незначительный их разброс. Средние значения прочностных характеристик, как показывают опытные данные, практически не изменяются при определении их на материалах, взятых из разных партий, но имеющих одинаковые схемы армирования и содержание арматуры. [c.282] Исследования 9) показывают, что замена однофазного искривления волокон противофазным при углах наклона 0 10° приводит к значительному росту модуля сдвига Gis в плоскости искривления волокон и модуля упругости El- Для рассмотренного диапазона изменения угла 8 расхождение в значениях G13 сопоставляемых материалов возрастает с увеличением угла искривления волокон. Максимальное расхождение в значениях El наблюдается при углах 0 = 22-н 23°. Коэффициент Пуассона и модуль упругости д мало чувствительны к изменению расположения волокон. Увеличение жесткости армирующих волокон существенно повышает чувствительность Gig и Tj к заданному расположению волокон. При расчете Ех и Gi3 оказывается. важным точное установление характера искривления (однофазного или противофазного) волокон в материале. [c.283] Примечание. Коэффициент вариации значений характеристик составлял 2—9%. [c.283] Уменьшение коэффициента армирования в направлении искривленных волокон при неизменном объемном содержании в материале арматуры более заметно отражается на значении 0x3, чем на модулях упругости и коэффициенте Пуассона Г1з. [c.283] Вернуться к основной статье