Разрушение по типу I при испытании на расслоение у кромки

Испытание на расслоение у кромки было использовано для Оценки межслойного разрушения типа I композитов [36]. Образец для такого испытания представляет собой прямоугольную в плане полосу (рис. 4.37) для растяжения, в которой начальные трещины вдоль кромок образованы путем вклейки в процессе формования узких, тонких полосок однородного материала. Эти полоски располагаются вдоль свободных кромок в срединной плоскости с целью Инициирования расслоения типа I. Для некоторых укладок компо- [c.239]

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]

РАЗРУШЕНИЕ ПО ТИПУ I ПРИ ИСПЫТАНИИ НА РАССЛОЕНИЕ У КРОМКИ [c.239]

В главе обсуждаются экспериментальные методы оценки меж-слойного разрушения композитов. Кроме классического метода испытания на сдвиг с помощью короткой балки представлен ряд методов, основанных на подходах линейно-упругой механики разрушения методы двойной консольной балки, расслоения кромки при растяжении, изгиба балки с надрезом на конце, растяжения составного образца с одинарной и двойной накладками, растяжения полосы с косоугольным центральным надрезом. Каждый метод обсуждается с позиций сопротивления материалов. Такого рода подход прцемлем ввиду сложной природы композитов. Кроме того, в главе обсуждается взаимосвязь между основными экспериментальными даш1ыми и конструкционными свойствами композитов, в том числе рассматриваются критерий разрушения смешанного типа и параметрический анализ, включающий одномерную модель расслоения при выпучивании для оценки взаимосвязи между характеристиками материала и его конструкционными свойствами. Рассмотрены также соотношения между основными показателями свойств полимерного связующего и поведением материала матрицы in situ в составе композита. [c.193]

Лабораторные испытания образцов, изготовленных из однонаправленных эпоксидных углепластиков, показали, что вязкость разрушения материала G , измеренная для расслоения смешанного типа, обычно больше, чем при расслоении типа I кроме того, установлено, что G , измеренное для расслоения смешанного типа, зависит от вклада сдвиговой составляющей [19—21]. На рис. 2.18 представлена экспериментально определенная зависимость величины G при смешанном типе растрескивания матрицы (только типов I и II) от отношения G /Gj. Видна тенденция монотонного возрастания G . Образцы изготовлялись из однонаправленного эпоксидного углепластика (ТЗОО/934), вырезались под углом к направлению армирования и имели двухсторонние надрезы, как показано на врезке рис. 2.18. Хотя такой эксперимент неточно моделирует действие расслоения у свободной кромки, он, тем не менее, дает общий характер изменения G в условиях смешанного типа растрескивания матрицы. Другие методы, с использованием неравномерно [c.113]

Хотя образец для испытания на расслоение у свободной кромки с инициирующей трещиной и обеспечивает разрушение по механизму типа I, обработка экспериментальных данных становится довольно трудоемкой из-за остаточных технологических напряжений. Причем эти напряжения могут быть весьма значительными [36, 39]. В частности, уравнение (73) для учета начальных напряжений должно быть модифицировано. Для применения модифицированной схемы обработки требуется знание коэффициентов теплового расширения отдельных слоев и исходной температуры, сответству-ющей ненагруженному состоянию. Определение последней характеристики может представить значительные трудности. Для слоистых композитов, у которых в срединной плоскости у свободной кромки развивается межслойное растяжение, остаточные напряжения в результате термической усадки приводят к появлению направленной наружу начальной кривизны вдоль свободных кромок, как показано на рис. 4.37. Несимметричность слоистого пакета выше и ниже срединной линии является причиной появления кривизны. Межслойное растягивающее напряжение в вершине трещины зависит от начальной кривизны. [c.241]

Gj2 = 6,5 ГПа, Vj2 = 0,337. Из табл. 5.1 видно, что в изменялось от 30° (с = 12) до 42,5° (с = 0,25) (при с = величина = 37,5°). Под Сз понимается такое значение геометрического параметра с, при котором функция достигает максимума. Для рассматриваемого углепластика наиболее способствующее расслоению значение с = 2 соответствует укладке [ 30°/90°] . Действительно, при такой укладке величина достигает наибольшего значения (табл. 5.1). Контроль начала расслоения свободной кромки показал, что минимальная деформация расслоения ср = 0,13% зарегистрирована при испытании образцов с максимальной величиной с, равной 12, а максимальная деформация 0,7% соответствовала укладке [ 30°/90 при с == 0,5. Анализ отношения нагрузки начала расслоения к разрушающей нагрузке также показал, что эта величина не является постоянной и изменяется в данном случае от 0,29 до 0,80. Композитные материалы, у которых с равно 6 или 12, начинали расслаиваться при относительно низких нагрузках, образцы остальных типов расслаивались при более вйсоких относительных нагрузках, составляющих 0,72—0,80 Р , где — нагрузка, при которой происходит разрушение образца. Следует отметить, что образцы с наименьшим значением параметра с (0,25) разрушались без расслоения. Для соответствующей укладки ([ 30°/90 ) отношение равно [c.312]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...