Особенности испытаний на межслойный сдвиг

Характерной особенностью ряда высокомодульных композитов является суш ественная анизотропия упругих свойств самих армирующих волокон. Например, для углепластиков в зависимости от исходного материала, параметров карбонизации, усилия вытяжки и последующей термической обработки отношение модулей вдоль ( д) и поперек (Е г) волокон может достигать 40—50. Наряду с хорошо изученными особенностями волокнистых композитов — плохим сопротив.пением межслойному сдвигу и поперечному отрыву — появляется новый фактор — существенная разница упругих свойств вдоль и поперек волокон. Сопоставление углепластиков со стеклопластиками и боропластиками (см. табл. 1) свидетельствует о том, что при практически одинаковой анизотропии прочности у первых намного выше анизотропия упругих свойств. Это порождает ряд принципиальных особенностей при анализе результатов испытаний для материалов на основе анизотропных волокон и оценке пх несущей способности, связанных с повышенной податливостью композита в поперечном направлении. [c.11]

Часто технология прессования и намотки такова, что создаваемое межслойное контактное давление оказывается недостаточным для устранения в композите технологических нарушений монолитности структуры — пор и пустот, т. е. мест, где отсутствует сцепление между волокнами и матрицей. Такие несовершенства структуры композита, мало влияя на прочность при растяжении в направлении волокон, могут значительно сказаться на прочности и жесткости при сжатии, межслойном сдвиге и поперечном отрыве. Типичные данные, полученные [32, 33 ] при испытаниях стеклотекстолитов, показаны на рис. 1.3.8. Особенно характерны данные о прочности при сжатии и межслойном сдвиге. Прочность резко снижалась уже при сравнительно небольшой пористости увеличение же пористости [c.43]

У изотропных материалов граница на рис. 5.3.10 находится высоко, и разрушение от сдвигов практически невозможно. В случае испытания армированных пластиков, как видно из рис. 5.3.10, в стандартизованных образцах для определения прочности межслойного сдвига (llh = 5) не всегда будет обеспечено разрушение от касательных напряжений с другой стороны, высокопрочные армированные пластики более чувствительны к технологическим несовершенствам, понижающим сонротивление межслойному сдвигу, и их разрушение от касательных напряжений может произойти при весьма больших значениях l/h. Сильное влияние на прочность межслойного сдвига оказывает температура окружающей среды [175]. Кроме того, в очень коротких стержнях (с большим h/l) наблюдается третий вид разрушения (от смятия и среза материала), сопровождающийся кажущимся ростом сопротивления материала касательным напряжениям. Перераспределение напряжений в стержне и изменение характера разрушения в зависимости от h/l показаны на рис. 5.3.12, разрушение от смятия-среза — на рис. 5.3.13. Вследствие этих особенностей при определении прочности на изгиб [c.191]

При испытаниях сегментов кольца теоретически можно определить прочность межслойного сдвига Пе , прочность по окружным напряжениям Пе, сопротивление межслойному отрыву П и модуль упругости Eq. Однако ряд особенностей испытаний сегментов колец из армированных пластиков накладывает весьма жесткие ограничения на возможности этого метода. [c.233]

Как видно из рисунка, параметры анизотропии — отношения типа Е Еу, ЕхЮху, Пд./П и т. д. (характерные области изменения этих параметров заштрихованы) — для боро- и углепластиков могут быть значительно большими, чем для стеклопластиков. Принципиальных различий по прочностной анизотропии между стеклопластиками, боро- и углепластиками практически нет главные особенности связаны с разносонротивляемостью боропластиков при растяжении — сжатии и с низким сопротивлением углепластиков межслойному сдвигу и поперечному отрыву. Вот почему при анализе опубликованных данных по механическим свойствам боро- и углепластиков [106 ] обнаруживается, что приведенные численные оценки в ряде случаев существенно различаются. Это хорошо видно и на рис. 1, на котором приводятся результаты выполненных различными авторами испытаний материалов, близких по структуре и составу. [c.15]

Учет особенностей механических свойств армированных пласти ков привел к разработке и экспериментальной проверке ряда схе нагружения на изгиб. Схемы нагружения и опирания образца, при меняемые в настоящее время в практике испытаний армированны пластиков, показаны на рис. 5.1.1. Для испытаний образцов и изотропных материалов почти без исключения применяется так на зываемая трехточечная схема (рис. 5.1.1, а), т.е. свободно оперты) стержень на двух опорах, нагруженный сосредоточенной силой 1 в середине пролета I. Эта схема нагружения является наиболее распространенной и при испытаниях армированных пластиков однако в этом случае трехточечную схему следует считать сложной напряженное состояние образца переменно по длине, по высоте а в некоторых случаях и по ширине образца на образец действуе изгибающий момент и перерезывающая сила, т. е. возникают нор мальные и касательные напряжения. При испытаниях композито возможности трехточечной схемы расширены она применяется и дл) определения характеристик межслойного сдвига. Для этого исполь зуют простые формулы, построенные на основе гипотезы С. П. Ти мошенко. [c.170]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...