Механика композитных материалов 6 1980

С О Д Е Р Ж А Н И Е

СВОЙСТВА волокон

Корабельников Ю. Г., Бондаренко В. М., Ширяев А. Н., Захаров А. В., Аза­ рова М. Т., Конкин А. А. Реализация свойств углеволокнистых наполните­ лей в композите

СВОЙСТВА МАТРИЦЫ

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

C O N T E N T S

PROPERTIES OF FIBRES

STRENGTH AND STABILITY

УДК 678.067:677.5:539.4 Корабельников Ю. Г., Бондаренко В. М., Ширяев А. Н., Захаров А. В., Азарова М. Т„

Конкин А. А. Реализация свойств углеволокнистых наполнителей в композите. — Меха­ ника композитных материалов, 1980, № 6, с. 963—967. ISSN 0203-1272.

Рассмотрены некоторые аспекты проблемы реализации свойств углеродных волокон (УВ) в композите. Показано, что в ряде случаев композит на основе углеволокнистого наполнителя следует рассматривать как трехкомпонентную систему. Анализ разрушения такого композита при действии нормальных и касательных напряжений показывает, что реализация свойств УВ зависит от характеристик промежуточной оболочки, разделяю­ щей УВ и матрицу. Появление инородной оболочки на поверхности связано с особеннос­ тями процесса получения и поверхностной обработки УВ. Обсуждается вопрос о корре­ ляции прочности УВ, определенной стандартным методом, с прочностью, реализованной в композите. Объясняются причины отсутствия функциональной связи между этими характеристиками. Высказано предположение о том, что прочность эпоксиуглепластиков на основе однородного УВ лимитируется не столько прочностью наполнителя, сколько сдвиговыми характеристиками матрицы. Табл. 1, ил. 5, библиогр. 2 назв.

УДК 539.2:678.01:541.6 Губанов А. И. Кинетика разрушения фибриллы полимера. — Механика композитных

материалов, 1980, № 6, с. 968—973. ISSN 0203-1272.

На основе термофлуктуационной теории прочности рассчитана кинетика разрушения аморфной области естественного микрокомпозита — фибриллы полимера при ее растя­ жении с учетом распределения по длинам отрезков цепей в аморфной области. Расчет выполнен для двух крайних случаев б-образного и прямоугольного распределения. Чис­ ловой пример рассчитан для лавсана при трех температурах и трех нагрузках. Во всех случаях вычислено время разрушения фибриллы tm\ оказалось, что tm очень сильно за­ висит от температуры и нагрузки. Построены кривые для длины аморфной области и доли неразорвавшихся цепей. Табл. 1, ил. 2, библиогр. 2 назв.

УДК 678.01:541.68:539.3 Гуриновин Л. Н., Коврига В. В., Лурье Е. Г. Упругие, прочностные и релаксационные

свойства полиимидных связующих в тонких слоях и блоке. — Механика композитных материалов, 1980, № 6, с. 974—977. ISSN 0203-1272.

Исследованы деформационно-прочностные и релаксационные свойства полиимидных свя­ зующих в тонких слоях и блоке в интервале температур 20—300° С. По температурным зависимостям механических свойств и констант релаксации напряжения определены температуры переходов и температурные границы работоспособцости этих материалов. Показана возможность аппроксимации кривых релаксации с помощью наследственной теории линейной вязкоупругости. Получены обобщенные кривые разрушающего напря­ жения и релаксации напряжения, позволяющие прогнозировать механические свойства в интервале времени на 20 десятичных порядков. Табл. 1, ил. 5, библиогр. 3 назв.

УДК 539.376:678.01 Банявичюс Р. Б., Бараускас А. И., Маржа А. И., Аскадский А. А. Особенности вязко-

упругого поведения материалов на основе теплостойких полимеров. — Механика компо­ зитных материалов, 1980, № 6, с. 978—983. ISSN 0203-1272.

Исследованы закономерности вязкоупругого поведения монолитных теплостойких поли­ меров, удобной моделью которых является НИПЛОН-2 ■— материал на основе полибензоксазола. Вязкоупругое поведение исследовано в изотермических условиях релак­ сации напряжения на блочных макрообразцах в широком интервале температур (от 22 до 230°С) и начальных деформаций (от 0,5 до 2,5%), перекрывающих области линей­ ной и нелинейной вязкоупругости. Установлено, что область линейной вязкоупругости находится в интервале температур от 22 до 175° С и характерна во всем интервале де­ формаций, вплоть до их предельных значений. Опытные данные по релаксации напря­ жения аппроксимированы основным уравнением главной кубичной теории Ильюшина с иепользованием сингулярного ядра Ржаницына. В области линейной вязкоупругости установлено полное соответствие параметров ядра релаксации Ржаницына с параметцами резольвенты Колтунова, позволяющее осуществить взаимный переход от одного вида испытаний к другому. На примере полибензоксазола впервые оценена область устойчивой механической работоспособности блочных теплостойких полимеров с учетом релаксационных характеристик. Табл. 3, ил. 3, библиогр. 11 назв.

УДК 539.36.001:678.067 Мелбардис Ю. Г., Крегерс А. Ф. Определение параметров некоторых видов физически

нелинейных анизотропных материалов. — Механика композитных материалов. 1980, № 6, с. 984—994. ISSN 0203-1272.

На базе расчетной модели нелинейно-упругого материала в предположении существова­ ния упругого потенциала рассмотрены некоторые вопросы определения параметров изотропного, трансверсально-изотропного и ортотропного материалов. Связь между де­ формациями и напряжениями принята в виде полиномиального ряда со степенями нели­ нейности по напряжениям — 1, 2, 3. Для каждого класса материалов с целью уменьше­ ния числа независимых параметров материала рассмотрены четыре варианта составле­ ния упругого потенциала. Представлены комплекты отдельных видов испытаний и их последовательность для определения значений параметров выше указанных физически нелинейных анизотропных материалов. Табл. 5, библиогр. 5 назв.

УДК 539.3:678.067 Кржечковский П. Г К определению эффективных упругих модулей композитных ма­

териалов. — Механика композитных материалов, 1980, № 6, с. 995—999. ISSN 0203-1272. Из совместного рассмотрения концентрнчески-сферической модели и самосогласован­ ного метода определены границы для эффективных модулей композитных материалов. Показано, что учет взаимодействия между включениями приводит к смещению границ по сравнению с вилкой Хашина—Штрикмана в сторону увеличения. Ил. 1, библиогр. 10 назв.

УДК 678.067.4:539.4 Работное Ю. Н., Березин А. В., Гинко И. Б., Мелыианов А. Ф., Радченко А. А., Мах­

мутов И. М., Поляков Л. И. Деформационные и прочностные свойства косоугольно ар­ мированных углепластиков при различных режимах нагружения. — Механика компо­ зитных материалов, 1980, № 6, с. 1000— 1009. ISSN 0203-1272.

Рассматривается поведение слоистых углепластиков при статическом и скоростном од­ ноосном нагружении с концентрацией и без концентрации напряжений при комнатной и повышенных температурах. Исследуется поведение однонаправленных углепластиков при нагружении и разгрузке. Построена модель накопления повреждаемости в компо­ зитных средах, позволяющая описать нелинейные эффекты при непрерывном статиче­ ском нагружении и разгрузке с учетом сил сцепления и трения в микродефектах. Табл. 2, ил. 8, библиогр. 19 назв.

Проведена экспериментальная проверка разработанной ранее модели длительного раз­ рушения неупругих композитов. Модель предполагает, что процессы вязкого течения и накопления поврежденности, происходящие при деформировании материала, могут быть представлены некоторыми операторами наследственного типа. Возможность выделения деформации разрушения из общей деформации позволила сформулировать критерий прочности, основанный на накоплении поврежденности. Получены экспериментальные зависимости разрушающего напряжения и предельной деформации от времени до раз­ рушения в режимах а = const и d=const. Результаты обрабатываются при помощи по­ строенной модели длительного разрушения. Ил. 5, библиогр. 8 назв.

УДК 539.4:678.5.06 В. А. Кочетков, Р. Д. Максимов. Перераспределение напряжений при разрыве хрупких

волокон в поливолокнистом композите. — Механика композитных материалов, 1980, № 6, с. 1014— 1028. ISSN 0203-1272.

Рассмотрена задача об определении поля напряжений вблизи разрыва хрупкого во­ локна при растяжении вдоль волокон однонаправленно армированного поливолокнистого композита. В расчетной схеме принято, что разрушенное волокно окружено квазнодцородной анизотропной матрицей, моделирующей связующее, армированное нехруп­ кими волокнами. Предполагается, что хрупкое волокно подвержено только растяжению, а матрица передает сдвиговые напряжения и воспринимает долю растягивающей на­ грузки. Для конкретного композита — органоборопластика — построены эпюры распре­ деления осевых растягивающих напряжений в борном волокне и матрице и касательных напряжений в матрице. Показана зависимость неэффективной длины борцого волокна от объемного содержания органических волокон. Полученные соотношения использо­ ваны для оценки уменьшения модуля упругости органоборопластика вследствие дроб­ ления борных волокон при растяжении композита; расчетные результаты соцоставлены с контрольными испытаниями. Ил. 8, библиогр. 10 назв.

УДК 539.4:678.067 Поляков В. А., Таневский В. В. Влияние соотношения слоев на характер разрушения

при растяжении слоистых углепластиков с тремя углами армирования. — Механика композитных материалов, 1980, № 6, с. 1029— 1035. ISSN 0203-1272.

Приводятся экспериментальные значения прочности при растяжении образцов-полосок из слоистых углепластиков с тремя углами армирования в плоскости. По критерию раз­ рыва волокон с учетом их относительного содержания в каждом направлении прово­ дится расчетная оценка предельных напряжений. Показан характер разрушения образ­ цов при различных схемах армирования. Установлено, что работоспособность указан­ ного критерия для композитов с тремя углами армирования ограничена в силу расслоения материала при определенных углах нагружения и долях волокон каждого направления. Табл. 2, ил. 5, библиогр. 4 назв.

мальных деформаций, решена зйдача изгиба ортотропной пластинки с круговым от­ верстием. Исследована концентрация напряжений в пластинках со свободным круго-

В Ы Й Д Е Т ИЗ П Е Ч А Т И В 1981 Г О Д У :

Ю. М. Тарнопольский, Т. Я. Кинцис

М Е Т О Д Ы С Т А Т И Ч Е С К И Х И С П Ы Т А Н И Й А Р М И Р О В А Н Н Ы Х П Л А С Т И К О В

Издание 3-е, переработанное и дополненное Москва: Химия, 1981 (IV кв.) — 18 л.

Впер. 1 р. 20 к. 3000 экз.

Вкниге, выходящей в течение короткого срока третьим изда­ нием, впервые в мировой практике подробно изучен, обобщен и описан существующий опыт испытаний композитов на рас­ тяжение, сжатие, сдвиг и изгиб на плоских и кольцевых об­ разцах. Рассмотрены как стандартные методы, так и приме­ няемые в исследовательской практике. Даны рекомендации по выбору формы и размеров образцов, технике испытаний и методике обработки результатов. Книга предназначена для специалистов, занимающихся созданием, изучением и приме­ нением композитных материалов.