ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процесс усталостного разрушения композитов из "Механика разрушения композиционных материалов " Под действием циклических нагрузок на материал в течение продолжительного времени при некотором числе циклов может произойти разрушение материала при напрял ении, которое оказывается ниже статического предела прочности. Число циклов, соответствующее разрушению, зависит от величины напряжения. Такой характер разрушения называется усталостным. Исследованиями усталости металлов издавна занимались многие ученые, что позволило глубоко и широко изучить процесс усталостного разрушения. К исследованию усталостного разрушения композитов приступили сравнительно недавно. В 1964 г. Боллер опубликовал результаты исследований на циклическое растяжение пластмасс, армированных стекловолокном [6.23]. С этого времени началось интенсивное исследование усталости композитов, которое продолжается и в настоящее время. [c.175] Усталостное поведение композита зависит от его типа, т. е. от вида дисперсной фазы. Усталостное поведение материалов, армированных волокном, существенно отличается от поведения материалов, в которых для армирования использованы частицы. Тип материала также оказывает влияние на усталостное поведение металлы отличаются от неметаллических материалов. При изучении усталостного поведения композитов обращают внимание на отрыв по границе раздела матрица — волокно, на возникновение и развитие трещин в матрице, на разрушение дисперсной фазы и др. До того как произойдет полное разрушение материала, последовательность указанных повреждений может быть самой разнообразной. В процессе действия усталостных нагрузок могут происходить значительные изменения модулей упругости и повышение температуры. В рассматриваемом случае процесс усталости носит сложный характер. На рис. 6.31 в общем плане приведены взаимосвязи между структурой материала и процессом усталости. [c.175] Разрушение композита Рис. 6.31. Схематическое представление процессов разрушения композитов. [c.176] Трещины. Для композитов же необходимо учитывать разрушение волокна, отслаивание по границам раздела матрицы и волокна, образование и развитие трещины в матрице и т. п. [c.176] На рис. 6.33 приведен пример такой диаграммы [6.30]. На этой диаграмме нанесены результаты испытаний на усталость при пульсирующем растяжении. Испытания проводились на образцах из эпоксидной смолы, армированной в одном направлении стекловолокном (объемное содержание волокна 48%) На рисунке выделены три области. Первая область соответствует изменению числа циклов от нуля до примерно 200. Для второй области начальным и конечным числами циклов являются соответственно 200 и 10 . Третья область соответствует числу циклов, превышающему 10 . [c.177] Первая область является областью низкоциклической усталости, для которой характерно циклическое напряжение с частотой от нескольких циклов в минуту до нескольких де-сятков циклов в минуту. Основные испытания на усталость, как правило, проводятся во второй области. Частота циклического изменения напряжения в этой области составляет 1000—2000 циклов в минуту. В третьей области определяется предел усталости. При использовании в качестве упрочняющего материала углеродных волокон рассматриваемая диаграмма оказывается почти параллельной оси абсцисс. В случае же использования стекловолокна диаграмма имеет тенденцию к постепенному падению. [c.177] Вернуться к основной статье