Выпучивание слоев волокон

Размер отверстия для заклепки выбирают таким, чтобы можно было быстро собрать соединение, но чтобы при этом не происходило продольного деформирования стержня заклепки, выпучивания и коробления деталей после сборки. Поэтому следует признать завышенной величиной зазор между стенкой отверстия в стеклопластиках и стержнем крепежного элемента 0,4 мм [13, 5. 317 50]. При наличии зазора возможно смещение деталей, которое приводит к концентрации напряжений (рис. 5.29). Посадка с опорой крепежного элемента по всей его длине сдерживает его перекос. Идеальным случаем было бы использование чистой посадки (зазор и натяг отсутствуют). Но она не выполнима [37]. Когда крепежный элемент вводится с натягом в отверстие детали из ПКМ слоистой структуры, то на армирующие волокна действуют большие срезающие силы, происходит их изгиб (рис. 5.30) с разрушением матрицы. На обратной стороне возможно расслоение ПКМ и отрыв слоев. Повреждения возможны даже при натяге 0,0178 мм [37]. Такие же явления наблюдаются при полном заполнении отверстия расширяющимся в процессе клепки стержнем заклепки. Число циклов до разрушения образцов с незаполненным отверстием (диаметральный натяг Н = 0%) составило в среднем 150 ООО и 85 ООО соответственно для стеклотекстолитов ВФТ-2ст и КАСТ-В, а число циклов до разрушения образцов с заполненным заклепками из сплава В65 отверстием (Н = 6%) составило для ВФТ-2ст 40 ООО, для КАСТ-В 20 ООО, то есть долговечность заметно снизилась [3, с. 81]. Эти проблемы обусловили главное требование, чтобы посадка крепежного элемента в отверстие детали из ПКМ производилась с зазором (0,000-1,02) X 10 м [35]. Вместе с тем было показано, что увеличение величины натяга в соединении эпоксидных углепластиков растет его усталостная долговечность [51]. Натяг желателен для обеспечения более равномерного нагружения крепежных элементов в многорядных соединениях и большей плотности против утечки топлива из баков, для уменьшения относительной подвижности крепежных элементов. Поскольку ПКМ лучше работает при сжатии, предложено в отверстие вводить втулку с контролируемым расширением, которая остается в по- [c.163]

Результаты расчета процесса деформирования панели без учета разрушения приведены на рис. 23—25 (для момента времени t = 5 мкс) и рис. 26—28 (для i = 13 мкс). На рис. 23, 26 показаны изолинии компонент напряжений в связующем Oz°, (й, б, в) и распределение напряжений а/ (г) в волокнистой ткани композиционного материала в сечении панели. Для каждой компоненты напряжений указаны диапазоны изменения значений в данный момент времени. Цифры на изолиниях от 1 до 9 соответствуют следующим уровням напряжений —10, 10, —100, 100, —200, 200, —300, 300, —500 МПа. Как видно на рис. 23, ударная волна объемного сжатия отразилась от границы НМ и вызвала интенсивную волну растяжения в продольном и поперечном направлениях в прилегающих к границе слоях КМ. В центре сечения имеет изолинии с номерами 4 и 6, что соответствует уровням напряжений 100 и 200 МПа, напряжение имеет изолинии 4, 6, 8, что соответствует значениям 100, 200, 300 МПа (см. рис. 23). Данные значения напряжений существенно превышают предел прочности связующего, поэтому в указанных зонах следует ожидать интенсивного разрушения связующего. Напряжения в волокнах также превышают предельные значения на растяжение, но в другой области сечения панели. Это свидетельствует о том, что разрушение в КМ может носить очень сложный характер. В момент времени = 5 мкс отчетливо прослеживается разнонаправленность горизонтальных скоростей в соседних слоях левой и правой частей сечения панели (см. рис. 24), что говорит о возможности разрушения путем расслоения из-за больших сдвиговых деформаций. Заметное выпучивание тыльного слоя низкомодульного материала над зоной локального нагружения (см. рис. 26) свидетельствует о существенных растягивающих деформациях вдоль оси г, что может приводить к разрушению путем откола элементов тыльной части панели. [c.157]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...