АНАЛИЗ ПРОЧНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ НАНОВОЛОКНАМИ, В СЛУЧАЕ ЧИСТОГО СДВИГА ВДОЛЬ ВОЛОКНА | Механика | композиционных | материалов и конструкций

АНАЛИЗ ПРОЧНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ НАНОВОЛОКНАМИ, В СЛУЧАЕ ЧИСТОГО СДВИГА ВДОЛЬ ВОЛОКНА

,

Аннотация:

В работе рассматривается волокнистый композит, волокна которого на поверхности содержат специальные слои, образованные вискерсами. Наличие вискерсов приводит к увеличению прочности композитного материала при продольном сдвиге. Традиционно такой композит состоит из трех фаз — волокна, межфазного вискеризованного слоя и матрицы. Исследуются модифицированные композиты, состоящие из двух фаз — волокна и межфазного вискеризованного слоя, выступающего в роли связующего. Рассматривается два типа волокнистых композитов с эпоксидным связующим, в первом базовым волокном является углеродное волокно IM7 с вискеризованным слоем из окиси цинка, а во втором — углеродное волокно Т650 с вискеризованным слоем из УНТ. В обоих случаях длина и диаметр вискерсов подобраны таким образом, чтобы обеспечить максимальное объемное содержание вискерсов в вискеризованном слое. Для модифицированного композита, нагруженного продольным сдвигом, проводятся расчеты напряженно-деформированного состояния в каждой из фаз и расчеты эффективных свойств. Исследуется деформированное состояние в вискеризованном слое и матрице, проводится сравнительный анализ с деформированным состоянием аналогичного классического композита. Поля деформаций модифицированных и классических композитов определялись в условиях эквивалентности силового нагружения. Результаты исследования показали, что модифицированные композиты способны выдерживать нагрузку существенно превышающую нагрузку, выдерживаемую аналогичными классическими композитами. Это позволяет судить об увеличении прочности модифицированных композитов с вискеризованными волокнами по сравнению с аналогичными классическими композитами в случае чистого сдвига вдоль волокон. В то же время в работе показано, что с точки зрения прочности и эффективных свойств, вискеризация композита микроволокнами из окиси цинка оказывается предпочтительнее по сравнению с вискеризацией композита более жесткими УНТ.

3