ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Многослойные композиты в условиях двухосного растяжения и сдвига из "Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов " в частности, следует, что при k — Оу ст ,.) равновесный угол не зависит от коэффициентов жесткости монослоя и равен л/4. [c.65] Последнее упрощение обычно принимается для сетевого анализа, широко используемого в проектировании конструкций [37]. Выражение (2.36), записанное для системы перекрестных нитей, делает более прозрачным и сам термин равновесная структура только при углах укладки нитей, удовлетворяющих формуле (2.36),, нити находятся в равновесии. В иных случаях при заданных нагрузках (Оу = kOx) система нитей превращается в механизм. [c.65] Неравенства (2.37) могут служить ориентиром при прогнозировании поведения перекрестно армированных материалов в условиях плоского напряженного состояния. При выполнении неравенств (2.37) после начала трещинообразования в связующем трещины закрыты и несущая способность системы сохраняется. [c.66] Для соотношения напряжений ог /сг. = 2 равновесный угол близок к 55° [формула (2.36) дает значение ф = 54,74°]. В соответствии с неравенствами (2.37) углы армирования, при которых нарушение монолитности связующего не приводит к потере несущей способности, заключены в диапазоне 45° ф 55°. [c.66] Нарушение сплошности связуюш,его в диапазонах углов армирования 0° ф 45° и 60° ф 90° приводит к исчерпанию несущей способности материала. Дальнейшее деформирование неустойчиво, увеличение деформаций происходит при постоянной нагрузке, что отмечено и в экспериментах [25]. [c.68] Отход от равновесной структуры резко изменяет характер диаграмм деформирования. При ф = 50° (рис. 2.27, б) диаграммы существенно нелинейны. После первого разрушения монослоя окружные деформации меняют знак на обратный. Теоретические диаграммы имеют те же характерные особенности, что и экспериментальные, но условие мгновенного изменения касательного модуля при потере монолитности связующего здесь оказывается излишне сильным. Разрушение материала в эксперименте сопровождается разрывом волокон (в расчетах = f+i) и происходит, согласно теоретическим и экспериментальным данным при Оу — 680 МПа (рис. 2.28). [c.68] Диаграммы деформирования композита с более сложной структурой армирования [307—30790°] значительно спокойней (рис. 2.29). Это характерно для материалов, армированных по трем направлениям и более. Композит со структурой армирования [307—30790°] в упругой области является квазиизотропным. Однако при неупругом поведении материала нет полного подобия однотипных диаграмм деформирования, приведенных на рис. 2.29, а, б, в, г. Не наблюдается и полной симметрии линий предельного состояния относительно луча о у = Tj. на рис. 2.19. Теоретические диаграммы деформирования и оценки несущей способности этого композита вполне удовлетворительно совпадают с экспериментальными результатами. [c.69] Интересно поведение перекрестно армированных материалов при другом виде плоского напряженного состояния — чистом сдвиге. [c.69] Вследствие различного поведения монослоев при растяжении и сжатии (в неупругой области) состояния симметрично уложенных слоев перекрестного армированного композита в общем случае различны, а процесс исчерпания несущей способности материала является многофазным. [c.70] Рассмотрим ряд примеров, иллюстрирующих особенности деформирования и разрушения при сдвиге. Экспериментальные данные, используемые ниже, получены при испытаниях стеклопластиковых трубчатых образцов [21 ]. Однонаправленный стеклопластик имел следующие характеристики (определенные в специальных предвари-варительных экспериментах) i = 46 000 МПа, 2=18 000 МПа Gi2 4500 МПа, = 0,2 — 1800 МПа, F i = 600 МПа, F+2 = = 60 МПа, f.a = 160 МПа, = 45 МПа. [c.70] При кручении образцов со структурой армирования ф 75° при напряжениях = 80 МПа происходит потеря сплошности слоев, вызванная сдвиговыми напряжениями (в расчете = / 12). а при Хху = 207 МПа разрушается второй слой (рис. 2.30) от сжатия вдоль волокон. [c.70] Образцы со структурой армирования ф = 60° на первом этапе деформируются линейно упруго. Материал сохраняет свою сплошность до уровня касательных напряжений (в расчете) х у = 114 МПа, при котором во втором слое начинается растрескивание связующего, вызванное растяжением слоя поперек волокон. При х .у = 215 МПа растрескивание связующего начинается и в первом слое, но здесь причина трещинообразования — сдвиговые напряжения T12 . Наконец, при напряжениях = 330 МПа происходит полное исчерпание несущей способности материала, вызванное сжатием второго слоя вдоль волокон. Все названные характерные точки отмечены крестиками на рис. 2.30. [c.70] Результируюш,ие линии предельного состояния перекрестно армированных стеклопластиков при кручении представлены на рис. 2.31. [c.71] Вернуться к основной статье