ВЛИЯНИЕ ИСКРИВЛЕНИЯ ВОЛОКОН НА ПРОЧНОСТЬ УГЛЕПЛАСТИКА ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ НАГРУЖЕНИИ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 25 > №3 / 2019 / Страницы: 423-433

ВЛИЯНИЕ ИСКРИВЛЕНИЯ ВОЛОКОН НА ПРОЧНОСТЬ УГЛЕПЛАСТИКА ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ НАГРУЖЕНИИ

, , , , ,

Аннотация:

Непрямолинейная укладка армирующих волокон в полимерных композиционных материалах может быть как следствием технологических дефектов, так и целенаправленным конструктивным решением, направленным на оптимизацию локальных характеристик материала. Искривления волокон могут возникать, как технологические дефекты, в случае погрешностей выкладки, неравномерной пропитки и неправильных режимов полимеризации, неравномерной усадки и т.п. В данной работе представлены результаты экспериментального определения предела прочности и предельных деформаций при сжатии образцов однонаправленного углепластика с прямолинейной (обычной) и волнообразной укладкой волокон в условиях высокоскоростного нагружения. Динамические испытания проведены по методу Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона на высокоскоростной системе «StrainMaster High-Speed 3D DIC». Статические испытания проводились на универсальной испытательной машине Instron. Волнообразная укладка волокон создана целенаправленно для исследования влияния искривления волокон на механические свойств композита. Для каждого типа укладки волокон проведено испытание цилиндрических образцов, вырезанных в направлениях осей ортотропии материала. Для каждого типа и каждого направления было испытано три образца. Для сравнения определена прочность образцов в условиях квази-статического нагружения. В результате испытаний установлено снижение прочности композита при сжатии, при наличии искривления волокон на 5-32%, и повышение высокоскоростных характеристик прочности, по сравнению с квази-статическими, на 30-60%. Установлено повышение предельных деформаций композита с искривленными волокнам в условиях квази-статического нагружения. Исследовано изменение характера разрушения образцов при наличии искривления волокон при статическом и высокоскоростном нагружении.

14