Расслоение напряжение межслойное касательное

Оценки межслойных касательных напряжений могут быть получены с такой же степенью приближения, но нет необходимости их рассматривать. Поэтому соответствующие соотношения здесь не приводятся. Выше обсужден подход для выбора схемы укладки слоев заданной ориентации по толщине композита, обеспечивающей его оптимальную защиту от расслоения. Следует отметить, что данная работа вместе с экспериментами Фойе и Бейкера указывает на то, что в зависимости от конкретного слоистого композита использование плоских образцов для усталостного испытания, а также, возможно, статического нагружения растяжением или сжатием может оказаться недопустимым. Причина состоит в том, что вследствие эффектов на свободных кромках желаемый тип разрушения может не реализоваться. Действительно, кромочные эффекты могут доминировать во всей истории разрушения слоистого композита. [c.28]

В действительности — не единственное межслойное кромочное напряжение, которое может вызвать расслоение, и, кроме того, растягивающее напряжение а , действующее в срединной плоскости слоистого композита, не является наибольшим. На рис. 2.14 показано распределение по толщине композита касательного напряжения вблизи свободной кромки, вычисленное с помощью конечноэлементной модели. Видно, что неограниченно возрастает вблизи поверхностей раздела 25°/-25° и -25°/90°. Действительно, является сингулярным согласно точным решениям по теории упругого слоя [17,18]. Другое межслойное касательное напряжение также усиливается на этих поверхностях раздела, однако оно, по-видимому, относительно невелико и здесь не учитывается. [c.109]

Межслойное касательное напряжение также вызывает расслоение, однако разрушение от межслойного сдвига всегда происходит не без влияния межслойного нормального напряжения, механизм действия которого совместно с касательным напряжением еще не совсем понятен. В табл. 3.3 приведены деформации в начале расслоения вследствие одновременного действия межслойных касательного и нормального напряжений. Образцы 1 и 5 расслаивались как при растяжении, так и при сжатии с разными пороговыми деформациями. Некоторые образцы расслаивались только при сжатии. Подробности, касающиеся начала расслоения, включая методику его прогнозирования, представлены в разд. 3.4. [c.148]

Снижение прочности оказывается более сильным в тех слоистых композитах, которые не содержали слоев с ориентацией 0°. На рис. 3.47 показаны расчетная и экспериментальная кривые деформирования боро-эпоксидного перекрестно армированного слоистого композита ( 30°) [35]. Расчетная кривая хорошо согласуется с экспериментальной, однако наблюдаемое предельное напряжение составляет всего около половины расчетного. Такое расхождение между расчетом и экспериментом связано в основном с существованием высокого межслойного касательного напряжения на поверхности разделов слоев 30°/- 30°. Аналогичное снижение прочности обнаружено и у графито-эпоксидного слоистого композита ( 30°/90°) [11]. При нагружении сжатием влияние расслоения может быть значительно более сильным, чем при растяжении. [c.182]

СКОСТИ на расстоянии 3,2 мм от свободной кромки. Полоски адгезива снижают межслойные напряжения и повышают сопротивление расслоению. Сони и Ким [43] выполнили анализ и экспериментальное исследование слоистого композита (0°/ 45°/90°)j, содержащего структурный адгезионный слой в срединной плоское и, где межслойное нормальное напряжение достигает критических значений. На рис. 3.58 показаны распределения напряжений, рассчитанные с помощью глобально-локальной модели [7]. Видно, что нормальное напряжение значительно снижается, а межслойное касательное остается почти неизменным. Эксперименты показали, что расслоение в рассмотренном случае возникает уже не в срединной плоскости, а по соседней поверхности раздела (рис. 3.59). Приложенное напряжение к началу расслоения в результате возросло на 40%. [c.192]

ОТ межслойных нормального и касательного напряжений методика также учитывает влияние трансверсального растрескивания матрицы композита на начало расслоения) в разд. 3.5 — влияние расслоения на жесткость и прочность слоистых композитов различных типов в разд. 3.6 — методы подавления процесса расслоения путем подбора подходящей последовательности укладки слоев, усиления свободных кромок и увеличения пластичности матрицы. [c.139]

Экспериментальные исследования в сочетании с аналитическими моделями дают возможность лучше понять фундаментальную природу механизмов разрушения композитов и, в частности, расслоения. Межслойные напряжения, действуя вблизи свободной кромки, обусловливают появление расслоения. Распределения и величины меж-слойных нормального и касательного напряжений изменяются в широких пределах в зависимости от последовательности укладки слоев композита и типа его компонентов. Начало расслоения нетрудно прогнозировать, когда определяющим фактором является межслойное нормальное напряжение. Однако точность прогноза снижается, когда касательное напряжение превышает нормальное. Расслоение обычно происходит по той же поверхности раздела, где (среднее) межслойное растягивающее напряжение достигает максимума. Трансверсальное растрескивание матрицы может сильно влиять как на начало расслоения, так и на расположение его зоны. Разработка аналитических моделей, учитывающих влияние трансверсального растрескивания на расслоение, еще впереди. В большинстве случаев расслоение приводит к значительному снижению жесткости и прочности слоистого композита. Приемы, позволяющие воздействовать на процесс расслоения, включают применение более пластичной матрицы или изменение последовательности укладки слоев с подкреплением свободной кромки. [c.192]

Приведенный выше аргумент свидетельствует, что при анализе расслоения межслойное нормальное напряжение является фактором, определяющим зависимость прочности слоистого композита от схемы укладки слоев, полученную в работе [2]. Это не означает, что межслойные касательные напряжения не влияют на механизм расслоения, а только указывает на то, что различия в прочности, вызванные переменой мест групп слоев в данном композите, по-видимому, в меньшей степени зависят от этих напряжений. Авторы хотели бы отметить, что изложенный механизм поведения объясняет различие в усталостной прочности образцов из слоистых композитов с монослоями 15°, 45 , наблюдавшееся Фойе и Бейкером, а именно вынесение слоев 45° наружу композита приводит к сжимающему межслой-ному нормальному напряжению в зоне свободной кромки и, следовательно, к усилению композита. Однако проводя подобные вычисления, необходимо учитывать возможность значительного влияния начальных температурных напряжений, обусловленных процессом изготовления композита. Полагая, что рассматриваемый композит характеризуется продольным и поперечным ко фициентами температурного расширения, равными соответственно = 5,4 10 /°С и г = 45 10" /°С, и упругим поведением при охлаждении, установим, что знак напряжения Оу в каждом слое такой же, как в случае нагружения композита растяжением. Таким образом, наш вывод не изменяется. Однако если к слоистому композиту прикладывается сжимающая усталостная нагрузка, то для предсказания поведения мате- [c.25]

В отличие от призматических стержней по всей длине (за исключением участков приложения нагрузки) действуют также нормальные межслойные напряжения Ог, направление действия которых зависит от схемы нагружения. При нагружении сегментов выпуклостью вверх (см. табл. 7.7, схема 7—2) напряжения растягивающие (0+), при нагружении сегментов выпук-лоетью вниз — сжимающие (< )> В первом случае вследствие совместного действия касательных и растягивающих радиальных напряжений прочность образца понижается, в последнем — сжимающие радиальные напряжения затрудняют расширение трещины расслоения от касательных напряжений и таким образом повышают сопротивление материала межслойному сдвигу. Это различие усиливается с увеличением относительного пролета 1/Н, что убедительно доказывается следующими результатами эксперимента (материал стеклопластик с укладкой 0°/90°) [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...