Сдвиг межслойный при растяжении нагружения

Связующие эпоксидные — Технологические характеристики 49, 50 Сдвиг межслойный при растяжении или сжатии призматических или кольцевых образцов с надрезами — Схема нагружения 215 [c.508]

В случае неоднородных анизотропных материалов, какими являются армированные пластики, фактические напряжения в компонентах существенно отличаются от средних. Эти отличия не только количественные, но и качественные. Так, критерии прочности, разработанные для однородных анизотропных материалов, не в состоянии учитывать напряжения в конкретных слоях композитного материала, концентрацию напряжений, напряжения межслойного сдвига, начальные напряжения в компонентах и т. д. Кроме того, при одноосном нагружении (растяжении или сжатии) армированный пластик относительно средних напряжений находится в линейном (одноосном) напряженном состоянии. Фактически даже при таком простом нагружении компоненты армированного пластика находятся в плоском или объемном напряженном состоянии, и для оценки их прочности, определяющей прочность армированного пластика в целом, необходимо использовать соответствующие критерии, учитывающие фактическое напряженное состояние. Следовательно, весьма перспективным путем решения задачи прочности, учитывающим действительную работу армированного пластика, является прогнозирование прочности композитного материала по фактическим напряженным состояниям или фактическим деформациям его компонентов и контактного слоя. Математический аппарат, позволяющий решить такую задачу, в дальней шем будем называть структурной теорией прочности композитных материалов. [c.114]

Рис. 4.3.1. Схемы нагружения и основные размеры образцов для испытаний на межслойный сдвиг при растяжении или сжатии (а) и изгибе (6) [188] (F — площадь, по которой происходит сдвиг).

Деформация резины. Одновременно с искажением конфигурации элементарных ячеек сетки происходит деформация резины, заполняющей пространство между слоями корда в каркасе шины. Поскольку при нагружении шины внутренним давлением происходит увеличение наружного диаметра шины (угол поворота нитей корда 0 положителен), то резина в элементах ячеек испытывает деформации сжатия в меридиональном направлении и деформации растяжения — в окружном. При уменьшении диаметра шины — явление обратное. В этих случаях Вт и 8 неодинаковы, в межслойной резине возникают деформации сдвига, определяемые взаимным перемещением соседних слоев корда. Для покровной и межслойной резины деформация сдвига у равна [c.356]

Для определения прочности на межслойный сдвиг применяются такие же кольцевые образцы, как и при испытаниях на растяжение, но большей ширины (обычно до 50 мм). На поверхностях кольца вырезаются два паза прямоугольного поперечного сечения (рис. 6.2.8) на всю ширину кольца. Ширина паза обычно равна 5 мм, глубина несколько превышает Л/2. Расстояние между пазами, а также пх расположение относительно направления действия нагрузки строго не установлены. Пазы могут быть размеш ены на небольшом расстоянии друг от друга (рис. 6.2.8, а), но могут быть сделаны две пары диаметрально расположенных пазов (рис. 6.2.8, б). Кольца с пазами растягиваются при помощи жестких полудисков. Рекомендуемая скорость нагружения — 1,3 мм/мин [221]. [c.216]

В этом случае выделяются два элемента один—для оиределе-ния прочности при поперечном растяжении, второй — для определения прочности при межслойном сдвиге. Модель при нагружении композита в поперечном направлении позволяет получить выражение для определения средней деформании в матрице как функции средней деформации композита, величину которой можно че-посредственно сравнить с допустимой деформацией матрицы или, используя диаграмму напряжений, с ее прочностью. Аналогичные соображения приводят к таким же выводам и в случае межслойного сдвига. Подобный анализ называется методом учета деформации. Он применяется для расчета прочности композита при поперечном растяжении и при межслойном сдвиге [13, 14]. [c.50]

Хофер и Олсен [5] при помощи аппаратуры, измеряющей затухание ультразвуковых волн, контролировали наличие начальных дефектов, а также поврежденность образцов при растяжении или циклическом нагружении. Ранее они отметили, что образцы, вырезанные из толстостенных цилиндров и подверженные испытанию на межслойный сдвиг, испытывают резкое снижение межслойной сдвиговой прочности, соответствующее определенному уровню затухания ультразвука. В последующей работе Хофер.и Олсен [5] обнаружили, что разрушению образца нельзя приписать некоторого определенного уровня затухания. Однако графическая зависимость затухания от log долговечности оказалась очень крутой для образцов с малым временем жизни. Они сделали вывод о необходимости дополнительных экспериментов. [c.357]

При осевом нагружении были обнаружены превосходные усталостные характеристики как однонаправленных, так и ортогонально армированных углепластиков с высокомодульными волокнами типа I. Удельная усталостная прочность углепластиков вместе с удельным модулем дают большие возможности для уменьшения веса изделия притих разумном применении. Хотя пока опубликовано немного данных, по-видимому, можно сказать, что композиты с волокнами типа II более подвержены влиянию усталости, но обладают все же очень хорошими усталостными свойствами. Отсутствуют опубликованные результаты для композитов с волокнами типа III. Обнаружено, что прочность на сжатие намного ниже, чем прочность на растяжение, и поэтому изгибная усталостная прочность определяется прочностью на сжатие. Было установлено, что влияние усталости значительно более заметно в условиях сдвигового нагружения как при межслойном сдвиге, так и при кручении. Не сообщено об усталостных испытаниях при сдвиге в плоскости листа, однако большинство [c.391]

Композиционным материалам с однонаправленным и перекрестным расположением волокон, когда необходимая толщина изделия создается последовательной укладкой армирующих слоев,. присущи низкая сдвиговая и низкая трансверсальная прочность. Модуль упругости и предел прочности при межслойном сдвиге и поперечном растяжении— сжатии в таких композициях более чем на порядок отличаются от модуля Юнга и прочности в направлении армирования. В ряде случаев эта особенность может препятствовать реализации высоких прочности и жесткости композиций в конструкциях. Повышение прочности сцепления матриц с волокнами путем их поверхностной обработки способствует увеличению прочности материала при сдвиге и сжатии, но не является эффективным средством повышения упругих характеристик при этих видах нагружения. Существенное возрастание жесткости и прочности при межслойном сдвиге, а также сопротивления материала поперечному отрыву достигается созданием в нем поперечных связей. Материалы с пространственно сшитой арматурой (многослойные ткани), используют при создании стеклопластиков и органоволокнитов. Основной недостаток их — значительное искривление волокон основы, что приводит к резкому снижению характеристик механических свойств композиций в этом направлении. Для высокомодульных углеродных и борных волокон наиболее приемлема схема трехмерного армирования изотропных текстильных материалов ИТМ, при которой волокна сохраняют прямолинейность. В этом случае в разных направлениях могут быть уложены различные волокна, благодаря чему образуется многокомпонентный материал. [c.591]

К основным требованиям, предъявляемым к конструкции клеевых соединений, относятся выполнение их по возможности по большим поверхностям обеспечение нагружения большей их части и в направлении максимальной прочности соединения. Первое требование обусловлено тем, что прочность т при сдвиге у ПМ меньше, чем прочность а при растяжении например, у карбопластиков т/СТр=1/15-1/35, а у ПВХ Стр = 80 МПа и т = 30-40 МПа. Поскольку прочности нахлесточного соединения жестких материалов при сжатии, сдвиге и расслаивании относятся как 1000 100 1, то должно обеспечиваться нагружение клеевого соединения сдвиговыми напряжениями и исключаться нагружение отдирающими или расслаивающими напряжениями. Нагружение соединения слоистых ПМ в направлении, перпендикулярном слоям наполнителя, не допускается, поскольку, например, у эпоксидных боропластов межслойная прочность при отрыве в 2 раза ниже меж-слойной прочности при сдвиге. [c.511]

Исследования последних лет (их краткий обзор дан в работе [102 ]) былп направлены на поиски новых способов нагружения целых и разрезных кольцевых образцов и разработки аппарата для оценки и анализа полученных результатов. Кольцевые образцы испытываются наружным и внутренним давлением, что позволяет оценить их свойства при растяжении — сжатии в направлении армирования, на изгиб сосредоточенными силами — для оценки сдвиговых свойств намоточных материалов. Кольца с прорезями используются для изучения прочности при межслойном сдвиге. Для получения полного комплекса механических характеристик намоточных материалов освоены новые схемы нагружения разрезных колец. Учет особенностей механических свойств современных армированных пластиков привел к пересмотру методов испытаний сегментов кольца. [c.207]

Наибольшее число методов создано для определения модуля сдвига в плоскости укладки арматуры, значительно меньше методов — для изучения межслойного сдвига. Наиболее хорошо отработан метод определения на плоских образцах модуля сдвига в плоскости пластины Оху Определять О у можно различными способами из опытов на растяжение или сжатие полосок, при испытании пластин в шарнирном че-тырехзвеннике, нагружении квадратных пластинок на чистое кручение. Самым простым и надежным способом является испытание на кручение квадратных пластинок. Этот способ позво- [c.42]

Известно, что перекрестно армированные слоистые композиты с углом укладки менее 15° разрушаются при гораздо меньших напряжениях, чем это следует из обычной теории прочности [31]. Ротем и Ха-шин установили, что доминирующим видом разрушения перекрестно армированных слоистых композитов при углах менее 45° является межслойный сдвиг [32]. В работе [5] было показано, что в некоторых слоистых композитах развивается высокое (теоретически бесконечное) межслойное сдвиговое напряжение [5]. Например, как показано на рис. 3.31, в, графито-эпоксидный слоистый композит ( 30°/90°) , кроме нормального напряжения в срединной плоскости, на поверхности раздела слоев -I- 30°/- 30° имеет высокое межслойное напряжение Tj . При нагружении композита растяжением значение R для срединной плоскости меньше, чем для поверхности раздела -I- 30°/- 30°, однако при сжатии ситуация меняется на обратную. Известно, что разрушение начинается, когда Л = 1, и запас прочности тем больше, чем выше R по сравнению с единицей. Причина изменения R в рассматриваемом случае состоит в том, что величина компоненты нормального напряжения остается неизменной, а знак меняется (рис. 3.31, а). Прочность при сжатии в трансверсальном направлении графито-эпоксидного слоистого композита почти в четыре раза вы- [c.171]

Весьма пшрокое распространение получили методы перекашивания и кручения пластин. Эти методы применимы для исс.тедования сдвиговых характеристик в плоскости укладки арматуры (при кручении пластин прочностные характеристики не определяются), но требуют хорошо продуманной техники эксперимента, в противном случае возможны большие погрешности. Разновидностью (с точки зрения схемы нагружения) метода кручения пластин является испытание крестовины, однако напряженное состояние в этом случае другое чистый сдвиг в рабочей части образца создается путем двухосного растяжения — сжатия. Этот метод тоже применим только для определения модуля сдвига в плоскости укладки арматуры. Прямым методом определения характеристик сдвига является также испытание на срез, однако пз-за переменной по длине среза интенсивности сдвиговых напряжений этот вид испытаний носит условный характер, так как позволяет получать только качественную оценку сопротивления сдвигу. Целый ряд ограничений накладывается также на методы испытаний образцов в виде брусков с надрезами при определении характеристик межслойного сдвига. [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...