ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Четырехнаправленные композиты (4Д) из "Композиционные материалы " На примере материала, схема расположения волокон в котором показана на рис. 9.17, исследовано поведение четырехнаправленных композитов при статическом нагружении. Объемное содержание арматуры в композите со-ставл.яло 40%. Исследования проводились на образцах, вырезанных как в направлении главных осей упругой симметрии 1, 2, 3), так и в направлении укладки волокон в направлении осей 12 3 (ось 1 совпадает с направлением волокон). Образцы испытывались на растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг. Испытания на растяжение и сжатие образцов свидетельствуют о ЮМ, что как в направлении укладки волокон, так и в направлении главных осей упругой симметрии материа.ч ведет себя упруго при достаточно высоких значениях напряжений (0,5—0,6 от разрушающих) (рис. 9.18, а). [c.295] Предельные деформации при сжатии в напрявленин волокон оказываются существенно выше (на 40—60%), чем по главным направлениям. [c.295] Оставшиеся 2 компонент матрицы жесткости Ва), Вуц равны нулю при а, равном 1, 2, 3 (7 и б равны 4, 5, 6). Здесь и в дальнейшем компоненты (константы) для главных направлений упругой симметрии матернала не имеют сверху индекса. [c.297] В результате усреднения получены три независимые упругие постоянные, характеризующие 4Д композит как материал с кубической симметрией упругих свойств. [c.297] Зная B j, по формулам (9.30) определяем технические постоянные в системе координат /23. [c.298] Экспериментальная проверка полученных зависимостей показывает, что модуль упругости в направлении главных осей упругой симметрии хорошо описывается ими. Причем модули упругости в направлении волокон более чем на порядок превосходят значения модулей упругости в направлении главных осей упругой симметрии. Для коэффициентов Пуассона имеет место обратное явление — в последнем направлении их значения в 3—4 раза выше, чем при нагружении в направлении волокон. Расчетные значения остальных упругих постоянных, в особенности модулей сдвига, существенно отличаются от экссперимен-тальных. Причем даже качественная картина изменения расчетных значений модулей сдвига не согласуется с экспериментом. Максимальное значение модуля сдвига согласно расчетным данным соответствует главным плоскостям упругой симметрии, т. е. Gia = Ощи, в то время как экспериментальное его значение в этой плоскости оказывается в 5—6 раз ниже модуля сдвига в плоскости, параллельной одному из направлений укладки волокон. [c.298] Отношение экспериментальных значений модулей упругости в направлении армирования хорошо согласуется с расчетным. Явное превосходство у 4Д композита над ЗД композитом лишь в модулях сдвига. По остальным приведенным характеристикам они значительно уступаю последнему. Однако увеличение одних характеристик за счет снижения других в 4Д композите эффективно достигается изменением угла наклона волокон, параллельных диагоналям правильного параллелепипеда. Увеличение угла приводит к возрастанию модулей упругости и к снижению модулей сдвига, т, е. значения упругих характеристик приближаются к значениям однонаправленного материала. [c.299] Проведенные исследования свидетельствуют о том, что 4Д композиты, армированные по диагоналям куба, существенно превосходят материалы, армированные системой трех нитей как по сдвиговой жесткости, так и по предельному коэффициенту армирования. [c.299] Вернуться к основной статье