Механика композитных материалов 5 1980

Фролов Д. И., Килькеев Р. Ш., Куксенко В. С., Новиков С. В. Связь между пара­

УДК 678.02:541.64:539.21

Тростянская Е. Б., Бабаевский П. Г., Кулик С. Г., Степанова М. И. Повышение вязкости разрушения густосетчатых полимерных матриц композитных материалов. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 771—776. ISSN 0203-1272.

Приводятся результаты изучения возможности и эффективности эластнфикацин густо­ сетчатых полимеров созданием олигомер-полиуретановых дисперсий, отверждающихся по различным реакциям — ступенчатой и радикало-цепной полимеризации. В эпоксиднополиуретановых дисперсиях, отверждающихся по ступенчатому механизму, предвари­ тельно полученная структура фиксируется в процессе отверждения с дополнительным выделением фазы, обогащенной растворенными в исходном состоянии компонентами синтеза полиуретана. При этом поверхностная энергия разрушения повышается в 10 раз при сохранении жесткости, теплостойкости и статической прочности на уровне немодифицированного эпоксидного полимера. В ненасыщенных полиэфир-полиуретановых композициях, отверждающихся по механизму радикало-цепной полимеризации, раство­ ренные компоненты синтеза полиуретана способствуют выделению микрогелевых частиц полиэфира в среде, обогащенной полиуретаном, снижая эффект эластификации. Исполь­ зование полимеров, эластифицированных полиуретанами, в качестве матрицы однона­ правленных композитных материалов приводит к повышению предельной вязкости разрушения вдвое при уменьшении модуля упругости на 10 % и увеличении статической и циклической прочности. Табл. 2, ил. 4, библиогр. И назв.

УДК 678.02:539.21

Бриедис И. П., Савельев А. М., Василенко В. С. Влияние изменчивости молекулярного строения синтезируемого полиэтилена на его физические свойства. — Механика компо­ зитных материалов, 1980, № 5, с. 777—782. ISSN 0203-1272.

Рассмотрена изменчивость показателя текучести расплава, разбухания экструдата, пре­ дела прочности и других физических характеристик полиэтилена высокого давления, возникающая вследствие изменчивости молекулярного строения материала при его син­ тезе. Показана высокая чувствительность характеристик вязкоупругости — наибольшей ньютоновской вязкости и характерного времени релаксации — к изменчивости молеку­ лярного строения. Предложен способ определения названных характеристик вязкоупру­ гости по результатам периодического деформирования на трех частотах, определяемых соотношением coi/co2= 002/033. Исследуется точность расчета характеристик вязкоупру­ гости в зависимости от трчности измерения сопротивления расплава колебаниям. Оце­ нено влияние взаимоотношений между частотами, а также их отношения к характерной частоте релаксации на отклонения показателей вязкоупругости от их истинных значе­ ний. Разработаны условия по выбору частот, соблюдение которых обеспечивает наиболь­ шую точность расчета. Показано, что полученные из результатов периодического дефор­ мирования характеристики вязкоупругости позволяют рассчитать показатели молеку­ лярного строения с точностью не ниже, чем при использовании физико-химических методов определения. Ил. 5, библиогр. 8 назв.

УДК 539.376.001:678

Крегерс А. Ф. Неполиномиальные формы описания физической нелинейности вязкоупру­ гих материалов. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 783—792. ISSN 0203-1272.

УДК 539.376:678.01

Павлов П. А., Кондакова О. Н., Белан-Гайко В. Н. Ползучесть полиэтилена при плоском напряженном состоянии в условиях нестационарного нагружения. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 793—801. ISSN 0203-1272.

Изложены результаты экспериментального исследования деформаций полиэтилена при кратковременном нагружении и различных стационарных и нестационарных режимах длительного нагружения. Опыты ставились на тонкостенных трубчатых образцах, под­ вергавшихся действию внутреннего давления, осевой растягивающей силы и крутящего момента, причем программы нагружения задавались в терминах истинных напряжений, а ползучесть описывалась в терминах истинных деформаций. На основе этих данных построено уравнение механических состояний, учитывающее четыре составляющих девиатора деформаций — мгновенноупругую, вязкоупругую, мгновеннопластнческую и вязкопластическую (необратимая ползучесть). Результаты расчетов деформаций по этому уравнению находятся в удовлетворительном соответствии с данными опытов на сложное ступенчатое нагружение при изменении во времени соотношений между компо­ нентами девиатора напряжений. Табл. 6, ил. 5, библиогр. 11 назв.

Единицы физических величин, подлежащие изъятию в сроки, которые будут установ­ лены международными решениями, и соотношения этих единиц с единицами СИ

УДК 539.216:678.067.5 Владимиров В. И., Приемский Н. Д., Романов А. Е. Дисклинационная модель отслое­

ния волокон в композите. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 802—807. ISSN 0203— 1272.

Рассмотрено развитие дислокационной структуры в волокнистом композите на стадии проявления коллективных эффектов в дислокационных ансамблях. В композитном материале неоднородная пластическая деформация матрицы в областях, прилегающих к волокнам, приводит к возникновению условий для зарождения петель частичных дисклинаций. Появление частичных дисклинаций сопровождается пластическими раз­ воротами материала матрицы; волокна и прилегающая к ним прослойка деформиру­ ются упруго до определенной степени, соответствующей отслоению волокон. На осно­ вании этих представлений получена зависимость упругого сдвига на границе волокно— матрица от макроскопической пластической деформации всего композита в целом, откуда следует, что предлагаемый механизм отслоения волокон для реальных степеней деформации с большей вероятностью реализуется для более тонких волокон. Ил. 4, библиогр. 13 назв.

УДК 678.046:539.376:539.377 Липатов Ю. С. Вязкоупругость полимерных композитов, содержащих дисперсные и во­

локнистые наполнители. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с 808—822 ISSN 0203-1272.

Рассматривается влияние дисперсных и волокнистых наполнителей на вязкоупругие характеристики наполненных линейных и сшитых полимеров. Показано влияние напол­ нителей на спектры времен релаксации, зависящее от концентрации и природы напол­ нителя, а также приводящее к немонотонной зависимости вязкоупругих свойств от кон­ центрации. Впервые детально рассмотрены условия сдвига и разрешимости релаксаци­ онных максимумов в полимерных композитах, где полимерная фаза рассматривается как состоящая из двух частей — поверхностного слоя со свойствами, измененными под влиянием поверхности, и полимера в объеме с неизмененными свойствами. Теоретиче­ ское рассмотрение вопроса проведено на различных феноменологических моделях. Об­ суждены условия применимости к полимерным композитам принципа температурно-кон- центраци,онно(по наполнителю)-временной суперпозиции, и в частности показано, что вычисляемая из данных по вязкоупругим свойствам эффективная толщина поверхност­ ного слоя может бкть функцией условий деформирования и температуры. Рассмот­ рены также особенности вязкоупругих свойств тройных систем: полимер—полимер—на­ полнитель и полимер—два наполнителя различной природы. Ил. 11, библиогр. 34 назв.

УДК 539.2:539.377.001:678 Васильковский С. Н. Разрывные решения для двухслойных материалов на основе мо­

дели связанной термоупругости. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 823—827. ISSiN 0203-1272.

Исследуется взаимное влияние тепловых волн и волн напряжений на основе модели связанной термоупругости для случая плоской деформации прямоугольной области, составленной из двух различных по своим теплофизическим и механическим свойствам материалов с контактной границей, параллельной двум внешним горизонтальным гра­ ницам рассматриваемого прямоугольника. На контактной границе предполагаются вы­ полненными условия скольжения с учетом трения Кулона. При этом показывается, что температурная волна и волна, соответствующая одному из напряжений ох, терпят разрыв на контактной границе, величина которого вычисляется при решении задачи с учетом дифракции волн. Ил. 4, библиогр. 4 назв.

УДК 678.5:539.377 Коротков В. Н., Турусов Р. А., Андреевская Г. Д., Розенберг Б. А. Температурные на­

пряжения в полимерных и композитных материалах. — Механика композитных мате­ риалов, 1980, № 5, с. 828—834. ISSN 0203-1272.

Приведены экспериментальные результаты исследований температурных напряжений в полимерных стержнях в широком диапазоне температур, включающих область стекло­ вания. Установлено хорошее совпадение результатов с расчетами, использующими обоб­ щенное нелинейное уравнение Максвелла, которое применяется для описания темпера­ турных напряжений в полимерных цилиндрах. Обнаружены сильная релаксация напря­ жений в процессе охлаждения и соответственно значительные напряжения после окон­ чания охлаждения. В области стеклования в связи с изменением коэффициента линей­ ного расширения наблюдаются резкие изменения напряжений. Теоретические представ­ ления, развитые А. Л. Рабиновичем, удалось обобщить и применить к неизотермическнм процессам для описания нелинейного вязкоупругого поведения композитов с полимер­ ным связующим. С помощью этого подхода исследуются температурные напряжения в армированном полимерном цилиндре. Обнаружено слабое влияние высокоэластической деформации связующего в формировании температурных напряжений с учетом действи­ тельного распределения температуры по сечению цилиндра. Ил. 5, библиогр. 11 назв.

УДК 678.067:539.4:620.172 Протасов В. Д., Ермоленко А. Ф., Харченко Е. Ф., Дмитриенко И. П. О разрушении

органоволокнитов на основе полимерной матрицы при растяжении в направлении арми­ рования. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 835—840. ISSiN 0203-1272.

ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, ПОДЛЕЖАЩИЕ ПОСТЕПЕННОМУ ИЗЪЯ­ ТИЮ, И ИХ СООТНОШЕНИЕ С ЕДИНИЦАМИ СИ. КРАТНЫМИ И ДОЛЬНЫМИ ОТ НИХ

К этим единицам относятся единицы систем СГС, СГСЭ, СГСМ и т. п., калория, килограмм-сила и единицы, на них основанные, а также все др. внесистемные единицы, подлежащие изъятию, но не являющиеся едини­ цами, срок изъятия к-рых должен быть установлен международными реше­ ниями. Эти единицы допускается временно применять до срока их изъятия.

Рассматриваются особенности микроструктуры однонаправленных органоволокнитов с полимерной матрицей, полученных нитяной или жгутовой намоткой, и их влияние на характер разрушения при растяжении вдоль армирующих элементов. Показано, что про­ цесс разрушения может рассматриваться состоящим из двух этапов — растрескивания матрицы вдоль армирующих элементов и последующего разрушения армирующих эле­ ментов как пучка несвязанных нитей. Разрушение рассматривается как случайный про­ цесс, для описания которого предложена математическая модель. Теоретические резуль­ таты сопоставляются с результатами эксперимента. Показано хорошее соответствие тео­ ретических результатов экспериментальным данным. Ил. 6, библиогр. 2 назв.

УДК 678.067.5:539.377:539.4 Третьяченко Г. Н., Грачева Л. И., Венгжен В. В. Анализ напряженно-деформированного

состояния элементов моделей теплозащитных конструкций из деструктирующих стеклотекстолитов при одностороннем нагреве. — Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 841—846. ISSN 0203-1272.

Предложен экспериментально-аналитический метод исследования напряженно-деформи­ рованного состояния элементов моделей теплозащитных конструкций из армированных пластиков, работающих в условиях силового и одностороннего теплового воздействия. На примере стеклотекстолита ССТФ экспериментально изучены тепловое состояние и закономерности температурного деформирования материала при одностороннем нагреве с различными скоростями. Температурное поле по толщине образца для различных мо­ ментов времени определяли согласно условиям регулярного режима и данным термометрир,ования. Расчет жестко фиксированного образца, подверженного одностороннему нагреву, выполнен на основе условия упругого равновесия сплошного ортотропного тела. Анализ полученных результатов показал прямую зависимость градиентов напря­ жений от роста скорости нагрева в области линейного проявления коэффициента теп­ лового деформирования от температуры, и .обратную — в области нелинейной зави­ симости а от температуры. Показано, что уровень напряжений в элементе модели конструкции теплозащитного покрытия, работающего в условиях, соответствующих реальным, при приложении нагрузки, обеспечивающей неизменяемость формы эле­

гружения на характер разрушения углепластиков. — Механика композитных материа­ лов, 1980, № 5, с. 847—851. ISSN 0203-1272.

Исследованы процессы разрушения при растяжении двух углепластиков, армированных углеродными волокнами с обычной и обработанной поверхностями. Установлено, что оба материала обладают немонотонной зависимостью прочности от скорости нагруже­ ния, хотя поведение их в различных условиях неодинаково. Наличие экстремумов на кривых связано с изменением характера разрушения. Табл. 1, ил. 4, библиогр. 4 назв.

УДК 678.067:539.4 Сковорода А. Р., Шапиро Г С . О динамике пластических композитных конструкций. —

Механика композитных материалов, 1980, № 5, с. 852—857. ISSN 0203-1272. Рассмотрена задача о пробивании жестким ударником с плоским торцом композитной балки, единственно возможными деформациями которой являются деформации сдвига. Материал балки считается жесткопластическим, обладающим до известного предела де­ формационным упрочнением. Определены области остаточных деформаций и начальная скорость ударника, необходимая для пробивания. Ил. 3, библиогр. 9 назв.

УДК 621.792:678.01 Гуль В. Е., Дворецкая Н. М. Многослойные полимерные пленки в качестве модели компо­

зитных полимерных материалов. — Механика композитных материалов, 1980, № 5,

с. 858—865. ISSN 0203-1272.

Показано, что специфические особенности поведения многослойных систем по сравнению с индивидуальными слоями являются следствием существования зоны контакта между приведенными во взаимодействие слоями и отражают многообразие процессов, проте­ кающих при ее формировании. При этом физическое состояние полимерных пленок в момент контакта определяет глубину структурно-измененных слоев и механизм образо­ вания граничного (переходного) слоя. Показано, что адгезионное взаимодействие явля­ ется специфическим фактором в гетерогенной системе, изменяющим подвижность и структуру. Как следует из полученных результатов, введение в композит слоев, способ­ ствующих диссипации энергии под действием механических сил, приводит к упрочнению материала в целом. Получена корреляция коэффициента интенсивности релаксационных процессов, а также тангенса механических потерь с коэффициентом комбинационного упрочнения. Исследован механизм разрушения комбинированных материалов. Показано, что варьированием адгезионного взаимодействия, вязкоупругих свойств слоев, изменен­ ных в процессе производства комбинированных материалов, а также режимов испыта­ ния можно изменять степень ориентации слоев и управлять прочностью гетерогенных систем. Табл. 2, ил. 4, библиогр. 17 назв.

ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, НЕ ДОПУСКАЕМЫЕ К ПРИМЕНЕНИЮ, И СООТНОШЕНИЯ ИХ С ЗАМЕНЯЮЩИМИ ИХ ЕДИНИЦАМИ СИ, КРАТНЫМИ И ДОЛЬНЫМИ о т н и х