ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА УПРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕРОД – УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 24 > №3 / 2018 / Страницы: 319-334

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА УПРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕРОД – УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ

, , ,

Аннотация:

В настоящей работе исследовано влияние ряда структурных параметров на упругие характеристики углерод-углеродных композитов. Рассмотрены два типа таких материалов, имеющие различные схемы армирования: с ортогональной укладкой волокон в трёх направлениях и с расположением волокон в плоскости xy под углами 0º( y ), ±60º, а также в трансверсальном направлении. Материал второго типа имел три разновидности, отличающиеся характером распределения волокон направления z по осям x , y , направления y по осям z , x , и диаметром армированных жгутов. Проведено экспериментальное исследование этих композитов при четырёх различных видах нагружения: при растяжении, сжатии, изгибе и сдвиге. Полученные экспериментальные данные сопоставлены с расчётными. Оценено влияние диаметра арматуры и плотности её укладки на упругие характеристики исследованных материалов. Показано, что композиты с меньшим диаметром армирующих жгутов имеют более высокие показатели модулей упругости и сдвига. Уменьшение диаметра армирующих жгутов способствует повышению плотности их укладки при таком же объёмном содержании и оказывает положительное влияние на упругие свойства. Рассмотрена роль изменения объёма трансверсального армирования на свойства исследованных композитов. Показано, что даже незначительное содержание арматуры в направлении z (до 3%) приводит к значительному улучшению свойств материала в этом направлении без существенного снижения упругих характеристик в других направлениях. Исследовано влияние схем армирования на формирование упругих свойств углерод-углеродных композитов. Показано, что трёхмерно армированные углерод-углеродные композиты с укладкой волокон по направлениям 0º, ±60º позволяют эффективно управлять упругими свойствами в заданных направлениях за счёт перераспределения объёма волокон по направлениям армирования.

9