Прикладная механика композитов

конструкций из композитов. Дадим краткую характеристику этих томов.

Том 1. Высокие удельные прочность и жесткость компо­ зиты наследуют от армирующих волокон, образующих несу­ щий каркас материала. Исчерпывающие сведения о всех ти­ пах современных высокопрочных, высокомодульных волокон,, применяемых в производстве композитов, представляет пер­ вый том, содержащий 28 статей, сгруппированных в три ча­ сти в соответствии с традиционной классификацией волокон на неорганические, углеродные и органические. В первой части тома, где собраны статьи по всем основным видам не­ органических волокон, внимание привлекает обзорная статья одного из создателей волокон карбида кремния и промыш­ ленной технологии их получения. Можно утверждать, чтоуникальные свойства этих волокон в ближайшие годы вы­ двинут их на одно из ведущих мест в технологии волокнистых композитов, что приведет к качественным изменениям в» многих отраслях современной техники.

Вторая и третья части тома содержат статьи, посвящен­ ные разным аспектам технологии получения и применения углеродных и органических волокон, и представляют интерес уже в силу своей большой специализации на вопросах, свя­ занных с методами получения, структурой и свойствами от­ дельных видов соответствующих волокон. Далее следует пол­ ное оглавление тома 1 .

Preface.

Part 1. Inorganic Fibres.

I. Glass Fibres, by M. S. Aslanova, USSR. II. Alkali-Resi­ stant Glass Fibres, by A. J. Majumbar, Building Research Esta­ blishment, Garston. III. Oxide Fibres, by S. T. Mileiko, Aca­ demy of Sciences of the USSR, Moscow. IV. Alumina Fibres:

USSR. VI. Silicon Carbide Fibres, by S. Yajima, Tohoku Uni­ versity, Ibaraki-ken.

Part 2. Carbon Fibres.

VII. Properties of Carbon Fibres and Fields of Their Appli­ cation, by A. A. Konkin, Research Institute of Chemical Fibres, Moscow. VIII. Production of Cellulose Based Carbon Fibrous Materials, by A. A. Konkin, Research Institute of Chemical Fibres, Moscow. IX. Chemistry and Physics of the Conversion of Polyacrylonitrile Fibres into High Modulus Carbon Fibres, by YV. Watt, University of Surrey, Guildford. X. The Structure of PAN Based Carbon Fibres and Relationship to Physical

3 5 2 Ю. М. Тарнопольский

Properties, by W. Johnson, Royal Aircraft Establishment FarnboTough. XI. The Tensile Strengths of PAN Based Carbon Fib­ res, by R. Moreton, Royal Aircraft Establishment, Farnborough. XII. Manufacture of Carbon Fibre from PAN, by D. J. Thorne,

.Hyfil Ltd., Bristol. XIII. Carbon Fibres from Mesophase Pitch, by B. Rand, University of Sheffield, Sheffield. XIV. Surface Treatment of Carbon Fibres for Resin Matrices, by P. Ehrburger and J. B. Donnet, Centre de Recherches sur la PhysicoChimie des Surfaces Solides, Mulhouse.

Part 3. Organic High Modulus Fibres.

XV. Fundamentals and Properties of Producing HighTenacity. High-Modulus Organic Fibres, by G. I. Kudryavtsev, USSR XVI. Synthesis of Polymers for High-Tenacity, HighModulus Fibres, by G. I. Kudryavtsev and A. M. Schetinin, USSR. XVII. The Production, Properties and Structure of High

Properties and Structure of High-Modulus Polyolefines and Polyoxymethylene, by I. M. Ward, University of Leeds, Leeds. Subject Index.

T O M 2 . Высокая стоимость и часто уникальность многих сложных конструкций из современных волокнистых компози­ тов, а также многообразие видов и форм потери несущей способности, обусловленное многообразием типов материалов и схем армирования, делает особенно актуальной проблему создания адекватных методов проектирования, позволяющих •свести к минимуму количество натурных экспериментов.

Этот том готовился к печати одновременно с переводом на русский язык входящих в него статей зарубежных авторов, когда остальные тома уже давно вышли из печати. Это обус­ ловлено отчасти тем, что во включенных в него статьях за­ тронуты весьма актуальные для текущей практики проекти­ рования вопросы прикладной механики композитов. Со­ держание тома разделено на две части, одна из которых посвящена анализу эффектов, связанных с особенностями слоистых композитов, и оценке их влияния на несущую спо­ собность конструкций из композитов, а другая — расчету и проектированию ряда типичных конструкций. Далее следует полное оглавление тома 2 .

Preface.

Part,l.

I. Optimal Design of Composite Structures, by I. F. Obraz­ tsov and V. V. Vasil’ev, USSR Academy of Sciences, Mos­ cow, USSR. II. Mechanics of Unsymmetric Laminates, by M. W. Hyer, University of Maryland College Park, USA. III.

tov and B. G. Popov, Moscow Higher Technical School, USSR. IV. Free Edge Effects in Laminated Composites, by С. T. Herakovich, University of Virginia, Charlottesville, USA. V. Ser­ vice Induced Damage in Composite Structures, by К. I. Reifsnider, Virginia Polytechnic Institute and State University,. Blacksburg, USA. VI. Reliability of Composite Structures, by V. V. Bolotin, USSR Academy of Sciences, Moscow, USSR. Part 2.

VII. Woven Fabric Aerospace Structures by J. A. Bailie,. Lockheed Missiles and Space Company Sunnyvale, USA. VIII. Composite Beam Structures, by A. M. Skudra and F. Y. Bulavs,. Riga Polytechnic Institute, Riga, USSR. IX. Composite Pres­ sure Vessels, by V. A. Bunakov and V. D. Protasov, Moscow In­ stitute of Aviation Technology, USSR. X. Composite Flywheels,, by G. G. Portnov, Institute of Polymer Mechanics, Latvian SSR’ Academy of Sciences, Riga, USSR. XI. Stability Critical Com­ pression Members, by К- T. Kedward, E. E. Spier and R. R. Ar­ nold, Alcoa Defense, San Diego, USA. XII. Stability Critical

Том 3. Разнообразие возможных ситуаций в процессе раз­ рушения диктует необходимость всестороннего подхода к ме­ ханике разрушения композитов. Этот том затрагивает весьма широкий круг вопросов, связанных с различными сторонами проблемы оценки несущей способности и прогнозирования разрушения конструкций из композитов. Статьи, посвящен­ ные микромеханике разрушения армированных пластиков, динамике композитов с различной ориентацией дефектов, на­ пряженному состоянию в компонентах композита с межфаз­ ными и внутрифазными трещинами, дают достаточно полное и объективное представление о современном состоянии меха­ ники разрушения волокнистых композитов. Остальные статьи, посвящены актуальным вопросам экспериментальной оценки свойств композитов и их описанию с помощью феноменологи­ ческих критериев. Хотя восемь статей тома не равноценны и- далеко не исчерпывают всего многообразия проблемы, они, безусловно, найдут своего заинтересованного читателя. Далее следует полное оглавление тома 3.

University, Bethlehem. РА. IV. The Influence of Time and Temperature on the Reinforced Plastic Strength, by J. V Su­ vorova, Academy of Sciences of the USSR, Moscow. V. Methods ■of Static Testing for Composites, by Yu. M. Tarnopol’skii and T. Kinds, Academy of the Latvian SSR, Riga. VI. Methods of Testing Composite Materials, by I. M. Daniel, Illinois Institute of Technology, Chicago II. VII. The Effect of Structure Process­ ing Defects on Mechanical Properties of Polymeric Composites, by G. M. Gunyaev, All-Union Institute of Aviation Materials, Moscow. VIII. Interaction of Components at Local Failure of •Composites, by G. A. Vanin, Academy of Sciences of the Ukrai­ nian SSR, Kiev. Subject Index.

T O M 4 . Когда речь идет о композитном материале, всегда «меют в виду конкретное изделие и способ его получения из «сходных материалов — армирующих волокон и связующего. Таким образом, технология переработки, в процессе которой -формируется весь комплекс свойств современного композита, •является неотъемлемым звеном в системе механики компози­ тов. Вопросы технологии материалов всегда, а в настоящее время в особенности являются ключевыми в развитии многих важнейших областей современной техники. Последний, чет­ вертый, том является логическим завершением всего издания. Включенные в него статьи в силу специфики публикования технологических работ носят или ознакомительный характер, или обобщают результаты уже завершенных и опубликован­ ных работ по широко применяемым материалам. Наибольшая ценность статей заключается прежде всего в том, что они позволяют выделить основные теоретические и эксперимен­ тальные проблемы, связанные с технологией современных композитов, и перспективы дальнейшего развития.

Preface.

I. High Performance Composites with Resin Matrices, by N. L. Hancox, Atomic Energy Research Establishment, Hatwell, Oxfordshire. II. Problems of the Mechanics of Composite Wind­ ing, by Yu. M. Tarnopol’skii and A. I. Beil’, Academy of Scien­ ces of the Latvian SSR, Riga. III. Multidirectional Carbon-Car­ bon Composites, by L. E. McAllister, Fiber Materials Inc., Biddeford, ME, and W. L. Lachman, Materials International, Lex­ ington, MA. IV Reinforced Thermoplastics, by M. G. Bader, University of Surrey, Guildford. V. Fabrication of Metal-Mat­ rix Composites, by S. T. Mileiko. Academy of Sciences of the USSR, Moscow. VI. Directionally Solidified Composites for Ap­ plication at High Temperature, by M. Rabinovitch, J. F. Stohrn, T. Khan and H. Bibring, Office National d’Etudes et de Recherches Aerospatiales, Chatillon. VII. Fibre Reinforced Ceramics,

by D. С. Phillips, Atomic Energy Research Establishment, Har­ well, Oxfordshire. VIII. Fibre Reinforced Cements, by D.J. Hannant. University of Surrey, Guildford. IX. Biological Composi­ tes, by J. D. Currey, University of York, Heslington. Subject Index.

Как видно из представленного обзора и оглавлений то­ мов, все советские авторы, участвовавшие в написании многотомника, имеют крупные работы, хорошо известные в нашей стране и переведенные за рубежом. Многие из перечисленных, работ широко цитируются в различных изданиях. Все этоговорит о принципиальном вкладе советских ученых в меха­ нику композитов. Широкое промышленное применение ком­ позитов требует знания, понимания и умения.

ЛИТЕРАТУРА

1.Handbook of Composites. Ed. G. Lubin. — Van Nostrand Reinhold Co.„ 1982, X, — 786 p.

2.Милейко С. T., Работное Ю. H. Механика волокнистых композитов. — Успехи механики, «Advances in Mechanics», 1980, т. 3, вып. 1, с. 3—55.

3.Болотин В. В., Гольденблат И. И., Смирнов А. Ф. Строительная меха­ ника. Современное состояние и перспективы развития. 2-е изд. — М.: Стройиздат, 1972.— 191 с.

4.Протасов В. Д. Особенности проектирования и создания изделий изкомпозиционных материалов. — Ж. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1978„ 23, № 3, с. 289—293.

б.Протасов В. Д. Механика в машиноведении композитных конструк­

p. 9—15.

7.Малмейстер А. К., Тамуж В. П., Тетере Г. А. Сопротивление полимер­

ных и композитных материалов. 3-е изд. — Рига: Зинатне, 1980.—

572 с.

8.Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. — М.: Нау­ ка, 1979. — 744 с.

9.Кристенсен Р. М. Введение в механику композитов. Пер. с англ. под. ред. Ю. М. Тарнопольского. — М.: Мир, 1982. — 334 с.

11.Васильев В. В., Добряков А. А., Дудченко А. А. и др. Основы проек­

тирования и изготовления конструкций летательных аппаратов из ком­ позиционных материалов. Под ред. В. В. Васильева. — М.: МАИ,

1985. — 218 с.

12.Баренблатт Г. И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимпто­ тика. Изд. 2-е. — Л.: Гидрометиздат, 1982. — 256 с.

13.Куксенко В. П., Тамуж В. П. Микромеханика разрушения полимерных материалов. — Рига: Зинатне, 1978. — 294 с.

14.Разрушение композитных материалов. Труды первого советско-амери­ канского симпозиума. Под ред. Дж. К. Си и В. П. Тамужа. — Рига:.

Зинатне, 1979. — 258 с.

15.Прочность и разрушение композитных материалов. Труды второго со­ ветско-американского симпозиума. Под ред. Дж. К. Си и В. П. Тамужа. — Рига: Зинатне, 1983. — 320 с.

16.Грушецкий И. В., Дмитриенко И. П., Ермоленко А. Ф. и др. Разруше­

17.Овчинский А. С. Структурно-имитационное моделирование на ЭВМ процессов разрушения композиционных материалов. — Автореф. дисс.

докт. техн. наук. — Институт механики полимеров АН ЛатвССР, Ри­ га. — 32 с.

18.Работнов Ю. Н. Механика твердых тел и композиционных материа­ лов.— Вестник. АН СССР, № 3, 1965, с. 33—38; Механика композитов,

— чВестник АН СССР, 1979, № 5, с. 50—58.

{19уОбразцов И. Ф., Васильев В. В., Бунаков В. Н. Оптимальное армиро-

21.Черевацкий С. Б., Ромашов Ю. П. Исследование оболочек вращения, образованных одним семейством нитей. — В кн.: Прочность и динамика авиационных двигателей, вып. 4. — М.: Машиностроение, 1966, с. 5—19.

22.Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1984. — 312 с.

23.Ванин Г. А Микромеханика композиционных материалов. — Киев: Наукова думка, 1985. — 304 с.

24.Болотин В. В., Новичков Ю. Н. Механика многослойных конструк­ ций.— М.: Машиностроение, 1980. — 375 с.

25.Ванин Г. А. (Ван Фо Фы Г. А.). Конструкции из армированных пласт­ масс.— Киев: Техника, 1971. — 220 с.

26.Бидерман В. Л. Упругость и прочность анизотропных стеклопласти­ ков.— В кн.: Расчеты на прочность, вып. 11. — М.: Машиностроение, 1965, с. 3—20.

27.Феодосьев В. И. Десять лекций-бесед по сопротивлению материалов.— М.: Наука, 1969. — 176 с.

30.Гуняев Г. М. Структура и свойства полимерных волокнистых компо­ зитов.— М.: Химия, 1981. — 232 с.

31.Амбарцумян С. А. Теория анизотропных пластин: Прочность, устойчи­

вость и колебания. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1987 — 360 с.

32.Амбарцумян С. А. Специфические особенности теории оболочек из со­ временных материалов. — Изв. АН АрмССР. Сер. Механика, т. XXI,

№4, 1969, с. 3— 19.

33.Тарнопольский 10. М., Розе А. В. Особенности расчета деталей из армированных пластиков — Рига: Зинатне, 1969.— 275 с.

34.Жигун И. Г., Поляков В. А. Свойства пространственно-армированных

пластиков. — Рига: Зинатне, 1978. — 215 с.; Тарнопольский Ю. М., Жигун И. Г., Поляков В. А. Пространственно-армированные компози­ ционные материалы. — М.: Машиностроение, 1987.— 214 с.

35.Алфутов Н. А., Зиновьев П. А., Попов Б. Г Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. — М.: Машино­ строение, 1984. — 264 с.

36.Богданович А. Е. Нелинейные задачи динамики цилиндрических компо­ зитных оболочек. — Рига: Зинатне, 1987. — 295 с.

37.Васильев В. В. Механика конструкций из композиционных материа­ лов.— М.: Машиностроение, 1988. — 272 с.

38.Болотин В. В. Влияние технологических факторов на механическую

надежность конструкций из композитов. — Механика полимеров, 1972,

№3, с. 529—540.

39.Tarnopol’skii Yu. М., Beil’ А. 1. Problems of the Mechanics of Composite Winding. — In. Handbook of Composites. Vol. 4. — Amsterdam: NorthHolland, 1983, p. 45— 109.

40.Томашевский В. T. О задачах механики в технологии композитных ма­

териалов.— Механика композитных материалов, 1982, № 3, с. 486— 503.

41.Благонадежин В. Л., Воронцов А. И., Мурзаханов Г. X. Технологи­ ческие задачи механики конструкций из композитных материалов. — Механика композитных материалов, 1987, с. 859—878.

42.Портнов Г. Г., Тарнопольский Ю. М. Энергоемкость вращающихся

конструкций из композитов. — Механика композитных материалов, 1986, № 1, с. 65—78.

43. Портнов Г. Г. Оценка энергоемкости вращающихся тел по интеграль­

44.Скудра А. М., Булаве Ф. Я. Структурная теория армированных пла­ стиков. — Рига: Зинатне, 1978. — 192 с.; Скудра А. М., Булаве Ф. Я. Прочность армированных пластиков. — М.: Химия, 1982. — 216 с.

45.Работнов Ю. Н. Элементы наследственной механики твердого тела.— М.: Наука, 1977. — 384 с.

46.Тарнопольский Ю. М., Скудра А. М. Конструкционная прочность и деформативность стеклопластиков. — Рига: Зинатне, 1966. — 260 с.

47.Работнов Ю. Н., Екельчик В. С. Об одном способе предотвращения трещин при термообработке толстостенных оболочек из стеклопласти­

ка,— Механика полимеров, 1972, № 2, с. 1095—1098.

техн. наук, Москва, ИМАШ, 1979. — 35 с.

49Fracture. Ed. by Н. Liebowitz. Vol. 7, Fracture of Nonmetals and Com­ posites. — New York: Academic Press, 1972. [Имеется перевод: Разру­ шение, ред. Г. Либовиц, т. 7, Разрушение неметаллов и композитных материалов. Часть 1. Неорганические материалы. — 634 с. Часть 2. Органические материалы. — 470 с. Пер. с англ./Под ред. Ю. Н. Работ-

52.Скудра A. M., Булаве Ф. Я., Роценс К. А. Ползучесть и статическая усталость армированных пластиков. — Рига: Зинатне, 1971. — 238 с.

53.Тарнопольский Ю. М., Кинцис Т. Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. Изд. 3-е. — М.: Химия, 1981. — 272 с.

СОДЕРЖАНИЕ

К.Рейфснайдер. Повреждение конструкций из композитов в про­

УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ!

Ваши замечания о содержании книги, ее оформлении, качестве перевода и другие просим присылать по адресу: 129820, Москва, И-110, ГСП, 1-й Рижский пер., д. 2, издательство «Мир»,

Н аучное издание

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА КОМПОЗИТОВ

Сборник статей

Зав. редакцией чд.-корр. АН СССР В. И. Арнольд. Зам. зав. редакцией А. С. Попов. Ст. научи, ред. П. Я- Корсоюцкая. Мл. научи, ред. Т. А. Денисова. Художник Г. А. Шипов. Художественный редактор В. И. Шаповалов.

Технический редактор Л. В. Козлова. Корректор Т. М. Подгорная

ИБ № 6785

Сдано в набор 29.03.88. Подписано к печати 25.11-88. Формат бОХЭО'/ы- Бумага кн.-журн. Печать высокая. Гарнитура литературная. Объем 11,25. бум. л. Уел. печ.л. 22,50. Уел. кр.-отт. 22,74. Уч.-изд. л. 20,98. Изд.1№ 1/6231. Тираж 2500 экз. Заказ 1022. Цена 2 р. 70 к.

Издательство «МИР» В/О «Совэкспорткннга» Государственного комитета СССР до делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 129820, ГСП, Москва, И-1№.

1-й Рижский пер., 2

Ленинградская типография Nt 2 головное предприятие ордена Трудового Красного

Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» нм. Евгении Соколовой Союз* полиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 198052, г. Ленинград, Л-52, Измайловский проспект, 29.