РОЛЬ ИНТЕНСИВНОСТИ АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ЖЕСТКОСТИ МАТРИЦЫ В ПЕРЕДАЧЕ УСИЛИЙ ОТ ЦЕЛЬНОГО ВОЛОКНА К РАЗОРВАННОМУ В ВОЛОКНИСТОМ КОМПОЗИТЕ И В РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЧНОСТИ АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 22 > №3 / 2016 / Страницы: 430-451

РОЛЬ ИНТЕНСИВНОСТИ АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ЖЕСТКОСТИ МАТРИЦЫ В ПЕРЕДАЧЕ УСИЛИЙ ОТ ЦЕЛЬНОГО ВОЛОКНА К РАЗОРВАННОМУ В ВОЛОКНИСТОМ КОМПОЗИТЕ И В РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЧНОСТИ АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН

, ,

Аннотация:

Любой волокнистый композит, в том числе композит на основе штапельных волокон разной длины, нуждается в исследовании передачи усилий от цельного к соседнему разорвавшемуся или разорванному волокну. В настоящем сообщении, представляющем первую часть настоящей работы, методом контактного слоя решается задача о передаче усилия от цельного волокна к разорвавшемуся для ситуации, когда разорвалось только волокно, но матрица осталась цельной. Случай, когда вместе с волокном рвется матрица, будет представлен во втором сообщении. Авторы в работе предлагают ввести понятие «интенсивности адгезионного взаимодействия» наряду с общепринятой прочностью адгезионной связи. Здесь, выясняется влияние величины (модуля) интенсивности адгезионного взаимодействия на известную в научной литературе по композитам «неэффективную» длину разрушенного волокна и на величину максимальных касательных напряжений. Ранее роль адгезионного взаимодействия не исследовалась, поскольку адгезионное взаимодействие в работах различных авторов никак не характеризовалось, а по умолчанию полагалось абсолютным. Напряженно-деформированное состояние адгезионных моделей здесь рассчитывается методом контактного слоя, разрабатываемым Турусовым Р.А. В качестве характеристики интенсивности адгезионного взаимодействия авторы используют жесткость контактного слоя, представляющего собой отношение модуля сдвига контактного слоя к его толщине. Показано, что влияние интенсивности адгезионного взаимодействия в передаче усилия от цельного к разорванному волокну является определяющим. Чем выше интенсивность адгезионного взаимодействия, тем уже зона концентрации нормальных и касательных напряжений вблизи места разрыва волокна, но и выше максимум касательных напряжений на границе матрицы с волокном. Адгезионная прочность является лишь критерием адгезионного разрушения и никак непосредственно не влияет на эффективность передачи усилий.

51