УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ СДВИГА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 26 > №3 / 2021 / Страницы: 313-326

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ СДВИГА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

, , ,

Аннотация:

Отмечены некоторые из причин, ограничивающие использование композиционных материалов в деталях конструкционного назначения, среди которых можно выделить их относительно низкую жёсткость при межслойном сдвиге и отсутствие достоверных методов её установления. Представлен анализ используемых методов оценки модуля межслойного сдвига композиционных материалов. Показано, что они, в основном, базируются на опытах испытания образцов на поперечный изгиб с измерением прогиба под точкой приложения нагрузки. Методы достаточно трудозатратны, неудобны в практическом использовании, и не позволяют получать стабильные и достоверные значения определяемой характеристики композиционых материалов. Модификация некоторых из них за счёт учёта отдельных факторов, влияющих на прогиб образца, как, например, закруглений опор, существенно осложняет процесс оценки модуля межслойного сдвига. При этом достоверность определяемых значений не доказана. Предложено три метода, позволяющие определять модули сдвига в трёх главных плоскостях упругой симметрии ортотропных композитов. Для двух из них разработаны необходимые устройства, обеспечивающие простоту их реализации и подход к тензодатчикам, наклеенным на образец. Рассмотрен характер распределения касательных напряжений в образце вблизи точек приложения к нему сосредоточенных сил. На основе данного фактора установлены оптимальные параметры образцов и схем их нагружения. Приемлемость каждого метода оценена путём сравнения определяемого значения характеристики с её значением, полученным при помощи другого, достоверного, метода. Проверка осуществлялась на различных типах композиционных материалов. Установлено, что один из предложенных методов позволяет определять также и модуль межслойного сдвига композитов. Показано, что значения модуля межслойного сдвига для ортогонально-армированных композиционных материалов имеют существенно более низкие значения, чем значения модуля сдвига в плоскости пластины. Отмечены достоинства рассмотренных методов: их универсальность, удобство и простота реализации, а также стабильность и воспроизводимость получаемых значений.

22