Cтраница 3
В настоящей главе представлен метод, основанный на скорости высвобождения энергии деформирования, который применен для описания ряда задач расслоения у свободной кромки. Все слоистые композиты, выбранные в качестве примеров, за исключением, вероятно, одного, проектировались и нагружались таким образом, чтобы инициировать расслоение у свободной кромки без значительного взаимодействия с другими типами растрескивания матрицы. [31]
На рис. 2.18 представлена экспериментально определенная зависимость величины Gc при смешанном типе растрескивания матрицы ( только типов I и II) от отношения Gn / Gr Видна тенденция монотонного возрастания Gc. 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 Gc в условиях смешанного типа растрескивания матрицы. [32]
Полученная зависимость деформации при разрыве композиции от скорости е ( см. рис. 8) свидетельствует о слабом влиянии скорости деформации на ее величину. Разрушающая деформация для 27 - 63с монотонно убывает, изменяясь от 2 8 до 2 3 % с увеличением скорости в 107 раз. При деформации - 2 % наблюдалось растрескивание матрицы в слоях с волокнами, ориентированными перпендикулярно силе. [33]
В тот же период времени был разработан ряд экспериментальных методов для обнаружения трещин в матрицах слоистых композитов, включающий как разрушающие, так и неразрушающие методы диагностики. Указанные методы позволяют значительно углубить понимание механизмов растрескивания матрицы с физической точки зрения. [34]
Срок их службы сокращается при увеличении интенсивности разряда. Элементы выходят из строя главным образом в результате растрескивания матриц и потери электролита. [35]
Одно из основных научных достижений Ю.Н. Работнова связано с направлением исследований в области нелинейной наследственной упругости материалов, что позволяет описывать деформирование и разрушение композитов в широком диапазоне скоростей нагружения единым набором экспериментально определенных констант. Представления, основанные на учете памяти материалов, приводят к интегральным уравнениям Вольтерра 2-го рода, которые более перспективны, чем традиционные дифференциальные уравнения, и не требуют в отличие от последних определения большого числа параметров. Наследственная механика оказалась применимой для различных типов материалов: металлов, полимеров, композитов, в которых необходимо учитывать нелинейное поведение и накопление повреждений ( разрывов волокон, расщеплений, растрескивания матрицы) в процессе нагружения. [36]
Критерий материала, определяющий микро-макро-переход, связанный с возникновением отдельной трещины в матрице, формируется с помощью представления об эффективных дефектах материала. Предполагается, что эффективные дефекты имеют макроскопический размер и характеризуют основные свойства материала, образованного из слоев. В этом заключается целесообразный способ аналитического учета существования дефектов в реальном материале и их влияния на возникновение трещины в матрице. Кроме того, предположение о распределении эффективных дефектов дает возможность описать растрескивание матрицы в различных местах материала. Метод механики разрушения используется для выбора необходимого критерия с целью описания распространения отдельных трещин в матрице, тогда как метод упругого слоя применяется для вычисления трехмерного поля напряжений в различных слоях композита. Стохастический метод моделирования, основанный на данном подходе, представлен в работе [7] для внутрислойных трещин в матрице. [37]
В литературе имеются описания нескольких микрофотоупру-гих исследований, проведенных с различными целями. Одно из первых исследований выполнено Шустером и Скала [63], изучавшими напряжения вокруг высокопрочных сапфировых ( сс - А12О3) усов. В этой работе описан метод, при помощи которого по среднему значению разности главных напряжений на толщине образца вычисляется разность главных напряжений в плоскости, проходящей через ось уса. Предполагалось, что между границей раздела и областью, в которой доминируют условия свободного поля, эта разность линейно меняется с расстоянием. Для усов с заостренными концами концентрация напряжений оказалась значительно ниже. Эта концентрация вызывает поперечное растрескивание матрицы. [38]
Рассмотрим сначала влияние совместимости на примере смесей ПВХ / СКН. Точка при 0 % акрилонитрила естественно соответствует смеси ПВХ / ПБ, компоненты которой несовместимы и, следовательно, плохо смешиваются. О морфологии смесей см. в разд. С увеличением содержания акркГлонитрила прочность смесей на удар возрастает, фазовые границы становятся менее четкими и наблюдается некоторое улучшение совместимости компонентов. При еще более высоком содержании акрилонитрила совместимость увеличивается до такой степени, что ударная прочность понижается. Таким образом, композиции с ограниченной совместимостью ( содержание АН в ПБ в пределах 10 - 20 %) характеризуются максимальным упрочнением. Приведенные данные подтверждают точку зрения, согласно которой в полимерных смесях ограниченная молекулярная совместимость повышает ударную прочность. При слабом межфазном взаимодействии тенденция к кавитации на границе раздела фаз, по-видимому, преобладает над растрескиванием матрицы, и тогда следует ожидать уменьшения энергии разрушения. [39]