фудзи (Фудзи Т., Дзако М., 1982 - Механика разрушения композитных материалов), страница 14

испытания нр трмциностоякость Таблица 4.3 / Знвчення У для армированных нлвстмесс (з) Плзстмасса, зрмнроввннвя стекломзтом о Э И е. Л ге!ми аг Плоевоетвое вавравлевве Краевое аавравлевае РВ О 9,2. 0,4 О,а О,мм (б) Пластмзссв, зрмнровзннзя тканью нз разинцы И а, грузки значения Хк оказываются на 10 — 15'ат выше значений ХВ. Это связано с тем, что при определении Ул не принимали во внимание усилия сдвига при изгибе. Значения Х для материала, содержащего стеклоткань из ровницы, оказывались приблизительно на 50 — 807о выше значений, соответству!ощих материалу, армированному стекломатом.

Таким образом, можно видеть, что материал, имеющий стеклоткань из розницы, обладает очень хорошей прочностью. На рис. 4.11 приведены зависимости величины У от 6. Для Уа полагали, что а=10 мм и а=10,5 мм (Ла= 0,5), а также что а=10 мм и а=11 мм (Ла=1,0). Расчеты проводили по разности энергии деформации. Следует иметь в виду, что при вычислении по формуле (4.15) более точные значения величины УВ получаются при более малых Хза.

и. в:4 . Ре. тлАЕА в, композитьр и мехАникА РАзРушения 0,8 1,0 О 0,2 0,4 О,б 0,8 1,0 О,мм О ОД 0,4 0,6 0,3 1,0 О 0,2 Ое 0,8 0,8 1,0 О,мм е,мм Рнс. 4.10. Результаты расчета дхвгрзмм нзгрувкз — перемешенне: а — пластмасса, армированная стехломатом (краевое напрзвленне; 6 — плзстмзссз, зрмнрованнзя стекломвтом (плоскостное нвпрввленне; з — плзстмзссв, лрмнрованнля тканью нз разинцы (креевое нзпрзвленне); г — плзстмзссе„ зрмнроввннзя тканью нз ровннцы (плоскостное направленне). полученными результатами н провести вычисления по формулам (4.15) и (4.17), то можно определить значения Х, которые приведены в табл. 4.3.

Через Хл в таблице обозначены величины, полученные по формуле Райса„т. е. по формуле (4.17); ХВ соответствует значениям, полученным на основании энергетического метода (4.15). Из приведенных результатов можно установить, что как в случае пластмассы, армированной стекломатом, так и в случае пластмассы, армированной стеклотканью из ровницы, при одинаковых перемещениях точки приложения на- 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0.5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0!76 0,0690 О,!511 0,*2620 0,3999 0,5636 0,7452 0,9655 1,Ю22 1,4621 0,0293 0,1148 0,2528 0,4405 0,6761 0,9352 1,м!57 1,6580 2,0742 2,5339 0,0148 0,0581 0,1279 0,2225 0„3404 0,4806 0,6422 0,8245 1,0269 1,2491 0,0253 0,0998 0,2203 0,3844 0,5904 0,8369 1,123! 1,4478 1,8107 2,2113 0,0090 0,0357 0,0795 0,1396 0,2156 0,3069 0,4132 0,5341 0,6692 0,8183 0,0188 и,!ИН 1 О,! 403 0,2559 0,394! 0,5602 0,7534 0,9733 1,2195 1,4915 0,0078 0,0310 0,0690 0,1212 0,1873 0,2667 0,3592 0,4645 0.5821 0,7120 0,0135 0 Оео'.!3 О,! 185 0,2082 0,3215 0,4577 0,6165 0,7971 0,9994 1,2219 ке.

испытания на тгециностоякость 1,55 1,00 ""0,5 0,00 г,О о :л 1,0 010 -и й 10 акре глава е композиты и маканина аам мцения О~Р О,г О,й 0,0 0,0 1,0 0,0 Р,г О,й 0,0 0,0 1,0 дым в,лм 00 О,г О,й 0,0 0,0 1,0 цО Ог О,й 0,0 0,0 Рис. 4.11. Зависимости г" от 0: а — пластмасса, армированная стекломатоы (краевое направление); б — пластмасса армированная стекломатом (плоскостное направление); в — пластмасса, армированная тканью иа ревнивы (краевое направление); в — пластмасса, армированная тканью из ровнвцы (плоскостное направление). т.

е. необходимо, насколько это возможно. использовать малые значения Ла. Для краевого направления получены графики, которые несколько отличаются один от другого. Для плоскостного направления графики практически совпадают. На основании полученных результатов можно считать, что при расчете Ул можно полагать Ли=0,5 мм. В рассматриваемом случае з» критерий разрушении приняли появление устойчивой трещины, которому соответствуют нагрузка Рг и перемещение раскрытия трещины С01).

В табл. 4А приведены результаты экспериментальных исследований, полученные как для пластмассы, армированной стекломатом, так и для пластмассы, армированной стеклотканью из ровннцы. На основании полученных значений [СОР)с расчетным путем можно определить перемеще- Таблица бл Нагрузки устойчивого возникновения треп1ииы и перемеи1еиия расирытия треигины (СОВ) (а) Пластмасса, армированная стекломатом (О) Пластмасса, ермированнан тканью из розницы нне 6~ точки приложения нагрузки.

Иа рис. 4.11 можне определить значения Х, соответствующие бь т.е. установить Ас для трещиностойкости. В табл. 4.5 приведены найденные таким образом значения Лс. 4.4.3. Определение Л' Если известны нагрузка Р, толщина пластины В, ширина экспериментального образца в, расстояние между опорами э и длина трещины а, то для материала, находящегося под действием трехточечного изгиба„можно получить величины Я' = а т/ж Р (а~в), о = 8зР)(2взВ), (4.18) где Р(а/в) — поправочный коэффициент, учитывающий форму образца.

Для трехточечного изгиба прн з/в =4 имеем Р (а/в) = 1,090 — 1,735 (а('в) + 8,20 (а/в)т — 14.18 (а/в)а+ + 14,57 (а/в)4. (4.19) ал испыт~ния ИА тгещиноетонкосгь р и и и. ГГС. Хгегми Криееее ° еприилеиии Пле«иеееиее иепреилеиие 0,16 0,12 0,12 0,12 0,44 0,33 0,35 0,44 о ад 0,4 0,5 з,а рркм Рис. 4.12. Система координат в вершине трещины. 0,16 0,13 0,14 0,13 0,24 0,16 0,13 0,14 0,53 0,44 0,29 0,36 0,57 0,50 0,39 0,53 глАЕА 4. компОзигы и мехАникА РАзрзшениа Таблица 4.5 Значения Уес для армироваинмк пластмасс (а) пластмасса, армированная стекломатом (5) Пластмасса, армированная тканью ии роивипы В случае линейного механизма разрушения для ортотропиых тел существует однозначное соответствие между величинами Л' и У, которое можно представить следующей зависимостью [4.1 Ц: Л Е, Е ~ ГГ ии) '"(( *и) '+ Ге+ ее ~, (4.20) где Сн — податливость (система координат показана на рис.

4.12). На рис. 4.!3 приведены построенные расчетным путем зависимости нагрузка — перемещение для пластмассы, армированной стекломатом„полученные как е учетом, так и без учета нелинейности материала (т.е. для линейного материала). Используя эти результаты для линейного и пелинейного случаев, можно найти соответствующие коэффициенты интенсивности напряжений, Для линейного случая следует использовать диаграмму, построенную в предположении линейности, и рассчитывать коэффициент Л'Г по зависимости (4.18) (индекс 1 означает линейный случай).

В нелинейном случае следует руководствоваться значением 2е, найденным с учетом нелинейности, и проводить расчет Рис. 423. Линейные и нелииейнме диаграммы нагруакв — перемещевие Лля краевого и плоскостного направлений (пластмасса, армироваииая стекломвтом): 1 — краевое направле. иие (линейная диаграмма); 2 в краевое направление (нелинейная диаграмма); 3 — плоскостное направление (линейная диаграмма); 4 — плоскостное направление (нелинейная диаграмма).

коэффициента Л' по зависимости (4.20) (индекс л соответствует нелинейному случаео). Следует иметь в виду, что при определении коэффициента Л', необходимо использовать податливость Сн, чтобы прн вычислении Е учесть падение свойств материала у вершины трещины.

Эначения коэффициентов Л'Г и Л', приведены в табл. 4.6. Вполне естественно, что Л'Г и к; существенно различаются. Рассмотрим энергию, которая высвобождается прн развитии трещины от длины а до длины а+ба, На рис. 4.14 р а аел Р Рис. 4.14. Диаграммы нагрузка — перемещение прн распространении трещины: и — развитие трещины при постоянной нагрузке; б- развитие трещины прн постоянном перемещении; — нелинейнаи диаграмма1 — — — — линейная диаграмма. ал, испытания нл траиисностоямтсть рг. кгс1ммЗТТ рт, кгстммЗТт Ь.

мм Пласкастаае еапреелекве Краевое папреелеяке О,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 408 12,62 16,83 21,05 37,87 42,08 2,99 5,92 8,76 11,53 14,25 16,92 19,65 22,16 24,72 27,26 2,14 4,30 6,46 8,63 10,80 12,97 15,13 17,31 19,48 21,66 1,44 2,87 4,29 б 68 7,06 8,42 11,11 12,44 13,75 О,! 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 13,96 л1,97 27,97 41,99 49,00 56,00 63,01 70,01 5,34 10,59 15,71 Жв,73 25,69 30,58 36,42 40,23 44,99 49,73 3,98 7,97 11,97 15,97 19,97 27,99 32,01 36.03 2,93 5,82 8,65 11,44 14,20 16,93 19,63 и-м. ра.