ОЦЕНКА РЕАЛИЗАЦИИ УПРУГИХ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН В УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТАХ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 23 > №3 / 2017 / Страницы: 360-374 doi.org/10.25590/mkmk.ras.2017.23.03.360_373.05

ОЦЕНКА РЕАЛИЗАЦИИ УПРУГИХ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН В УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТАХ

,

Аннотация:

Показано, что полимерная матрица способствует хорошей реализации упругих и прочностных свойств волокон в композитах. Осуществлены исследования для оценки реализации отмеченных свойств углеродных волокон в композитах с углеродной матрицей. Исследования проведены на двух типах углерод-углеродных композитов. Первый из них имел взаимно ортогональное расположение арматуры в направлениях осей . Углерод-углеродный композит второго типа представлял собой трансверсально-изотропный материал, армированный в направлении оси . Он имел сложную структуру армирования с так называемой звездообразной укладкой арматуры в плоскости . Волокна в нём располагались по трём направлениям (0±60) в основной плоскости армирования (в плоскости ), и перпендикулярно ей, в направлении . Были рассмотрены две разновидности материала этого типа, имевшие отличия в диаметре арматуры и плотности композита. Выбранные материалы были испытаны на растяжение, сжатие и сдвиг. Полученные экспериментальные данные для их упругих и прочностных характеристик были сопоставлены с их расчётными значениями. Показано, что замена полимерной матрицы на углеродную незначительно отражается на значениях модулей упругости исследованных углерод-углеродных композитов. В то же время такая замена не только существенно снижает степень реализации предела прочности углеродных волокон в композитах, но и оказывает заметное отрицательное воздействие на их сдвиговые характеристики. Отмечено, что возможной причиной этого является наличие дефектов в углеродной матрице и её слабая адгезионная связь с волокнами. Наименьшая степень реализации прочностных свойств армируемых волокон имеет место при растяжении. Пределы прочности при растяжении исследованных углерод-углеродных композитов не превышают 24% от предела прочности их армирующих волокон. Композиционный материал со сложной схемой армирования показал большую чувствительность к указанной замене матрицы, чем ортогонально армированный.

22