Cтраница 2
![]() |
Однослойный образец, использованный Бау-сом 24 для изучения видов разрушения. [16] |
Разрушение полимерного связующего, распространяющееся перпендикулярно направлению армирования от концов разрушенных волокон в направлении к соседним. [17]
Заметим, что как только напряжение растяжения сг / е в разрушенных волокнах достигнет величины, соответствующей напряжению для неразрушенных волокон, напряжение сдвига становится равным нулю ( рис. 4), как в случае композиционного материала, в котором отсутствуют разрушенные волокна. [18]
Приведенные на рис. 49 данные подтверждают предположение о том, что наличие разрушенных волокон вызывает концентрацию напряжений в соседних волокнах. Концентрация напряжений увеличивает возможность разрушения любого из соседних волокон. При учете неупругих свойств полимерного связующего получаются меньшие значения этих напряжений; но при этом длина участка, на котором существуют повышенные напряжения, увеличивается в осевом направлении. [19]
Так, Мак-Лафлин и Баркер 45 ] исследовали распределение напряжений в матрице вблизи разрушенного волокна. Они сопоставляли экспериментальные данные, полученные методом Муаре, поляризационно-оптическим методом исследования напряжений, с расчетами, проведенными методом - конечных элементов. [20]
Графики ( рис. 30) подтверждают предположение о концентрации напряжений в соседних волокнах в зоне разрушенных волокон, что увеличивает вероятность разрушения любого из соседних волокон. Фактическая величина концентрации в реальном материале ниже, чем в однослойной модели Мелвина, концентрация уменьшается и вследствие неполной упругости свойств. [22]
Рассмотрим двухпоясную модель ( см. рис. 21), когда в области, прилегающей к концам разрушенного волокна, 70 1 7г а все остальные сдвиговые деформации 7i 2 7i э 72 з 72 4 7тч в то же время на некотором удалении от конца, на расстоянии ZT, все сдвиговые деформации упругие. [23]
![]() |
Зависимость средней прочности моноволокон, прядей и композиций прядей с эпоксидной смолой от длины волокон 39 L. [24] |
Приведенные данные Ъ прочности композиции могут быть объяснены тем, что полимерная матрица передает нагрузку волокнам, окружающим разрушенные волокна. [25]
Испытывая образцы, моделирующие композиты, Арменакас и Оциаммарелла [6] показали экспериментально, что волокна, примыкающие к разрушенному волокну, сильно деформируются. Следовательно, анергия, выделившаяся при разрушении волокна, расходуется не только на разрушение матрицы и адгезионного соединения, но и на дополнительное нагружение соседних волокон. Разрушенные волокна вытягиваются из матрицы, рассеивая энергию за счет трения. Это приводит к дополнительному энергопоглощению. Возможно, именно благодаря такому механизму энергопоглощения композиты обладают хорошим сопротивлением растрескиванию и высокой усталостной прочностью. [26]
![]() |
Повреждение при растяжении ( модель Розена. [27] |
Помимо рассмотренной существуют и другие проблемы, к которым можно отнести поведение материала при достижении состояния текучести матрицы при разрушенном волокне, особенности изменения afU в зависимости от разброса прочности волокна, превышение расчетного значения по сравнению с действительным и др. В частности, важной задачей является учет разброса прочности волокна. Однако в настоящее время в этом направлении еще не достигнуты единые точки зрения. Розен предпринял попытку создать статистическую методику. На рис. 5.7 для случая одиночного разрушения волокна показаны напряжения в волокне и распределение напряжений на границе волокна и матрицы. [28]
![]() |
Расчетная схема пучка волокон, взаимодействующих по боковым поверхностям. [29] |
Длина / 0 - характерный размер зоны разрушения, который не совпадает с длиной краевого эффекта, возникающего вблнзи конца разрушенного волокна. Предполагается, что процесс разрушения имеет две стадии. [30]