2814

Исследовались гладкие образцы из конструкционного термопластаполикапроамида, однонаправленно армированного стеклянными, углерод­ ными и органическими волокнами (рис. 14).

Рис. 14. Электронные микрофотогра­ фии поверхностей разрушения блока поликапроамида (а), полиамидной мат­ рицы в стеклопластике (б) и органопла­ стика фенилона (в).

а — вязкое разрушение матрицы про­ исходит после разрушения волокна; б — в зоне разрушения матрица значи­

тельно деформируется и разрушается с образованием тяжей, ориентированных

в направлении нагружения;

г— на стенках кратеров в матрице вид­ ны лентообразные остатки материала волокон, концы волокна из-за этого вы­ глядят кольцеобразными.*

* Головкин Г.С., Чалых А.Е., Дмитриенко В.П., Рубцов А.Е. Морфологические иссле­ дования механизмов разрушения армированных термопластов // Проблемы прочности.

— 1983. — № 3. — С. 72-76.

Слоистые, двумерно армированные композиционные материалы подвергались одноосному растяжению до полного разрушения волокон. Использовались материалы на основе эпоксидной матрицы с углеродными и стеклянными волокнами (рис. 17).

Рис. 17. Различные виды разрушений слоистых композитов: а — композит на основе эпоксидной матрицы и углеродных волокон; б, в, г, д, е — композиты на основе эпок­ сидной матрицы и стеклянных волокон

* Naik N.K., Ganesh V.K., Failure Behavior of Plain Weave Fabric Laminates under On-Axis Uniaxial Tensile Loading: U-Analytical Predictions // Journal of Composites Materials. — 1996.— V 30, N 16. — P 1779-1822.

ВЛИЯНИЕ СХЕМЫ АРМИРОВАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ МНОГОНАПРАВЛЕННЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ

ПРИ ОДНООСНОМ НАГРУЖЕНИИ*

Экспериментальные исследования процессов деформирования и раз­ рушения осуществлялись на образцах — углепластиках из углеродной ленты ЛУ-П и эпоксидного связующего ЭНФБ.

Причиной разрушения углепластиков со структурой [±P]s являлось разрушение полимерного связующего (рис. 20). Для углепластиков со структурами [0°]4о и [0790°]2о разрушение характеризовалось разрывом во­ локон. При сжатии характерным механизмом разрушения является рас­ слоение.

Рис. 20. Разрушение от одноосного растяжения образцов из углепластиков со структурами СЬЮ9]» (a), [±20°U (б), [±30°Ь («), [±45°]20 (г), [0790% 0 )

* Гуревич М.Р., Суханов А.В., Лапоткин В.А., Влияние схемы армирования на проч­ ность многонаправленных углепластиков при одноосном нагружении // Механика ком­ позитных материалов. — 1982. — № 2 . — С. 346-348.

ВЛИЯНИЕ ТИПА СВЯЗУЮЩЕГО НА ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СТЕКЛОТЕКСТОЛИТОВ*

Образцы — конструкционные стеклопластики на основе ткани из алюмоборосиликатного стекловолокна сатинового переплетения и моди­ фицированных эпоксифенольных (ЭДТ-10 и ЭФ-32-301) и фенолформаль­ дегидных (АФ-10 и ФН) полимерных связующих. Нагрев и сжатие осуще­ ствляли в инертной газовой среде. Характер разрушения стеклопластиков ЭФ-32-301 и ЭДТ-10 примерно одинаков во всем диапазоне температ\ф (рис. 21). Разрушение происходило под углом, близким к действию макси­ мальных касательных напряжений, и сопровождалось локальной потерей устойчивости. Для стеклопластика АФ-10 (рис. 22) наряду с образованием острого клина наблюдалось расслоение материала. В материале ФН (рис. 23) не наблюдалось локальной потери устойчивости и расслаивания мате­ риала, в связи с этим данный материал является наиболее оптимальной композицией.

Рис. 21. Образцы из стеклопластика ЭФ-32-301 после разрушения- а — Тисп = 20°С б — Т„сп = 100°С; в — Т„сп = 150°С; г — Тйсп = 200°С, <) — Тйсп = 250°С

Рис. 22. Образцы из стеклопластика АФ-10 после разрушения: а — Т НСП= 20°С б

— THcn= 100°С; в — Тисп= 150°С; г — Тйсп= 300°С; д — VHcn = 400°С

Рис. 23 Образцы из стеклопластика ФН после разрушения: а — Т^п = 20°С. б — Тисп= 100°С, в — Тисп = 200°С, г — Тнсп = 300°С; а — Т„сп = 600°С

Углеэпоксидный композит с расположением слоев [90°/07±45°] под­ вергался циклической растягивающей нагрузке.

б

Рис. 24. Прорастание трансверсальной трещины через слой

На рис. 24, а, б трещина в слое [90°] углеэпоксидного композита сли­ вается с трещинами в пучке волокон, возникших в результате расслоения. В этом случае трещины в косоармированных слоях могут расти внутрь слоя [0°] и влиять на процесс разрушения.*

* Рейфснайдер К.Л., Хайсмит А. Изменение жесткости слоистых композитов в зависи­ мости от механизма повреждений, вызывающих разрушение // Прочность и разрушение композитных материалов. — Рига: Зинатне, 1983 — С 160-167

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ СЛОИСТОГО УГЛЕПЛАСТИКА*

Исследовалось поведение перекрестно армированного углепластика. Испытания были проведены на образцах (рис. 25) из многослойного угле­ пластика КМУ-ЗЛ. Испытания вели на машине «Инстрон» при скорости перемещения захватов ОЛ мм/мин. Результаты приведены на рис. 26, 27

Рис. 27 Вид зоны разрушения образцов с различными схемами армирования: 0 = г 15° (а); 0 = ±30° (б); 0 = ±45° (в)\ 0 = =60° (г); 0 = ±75° (б), 0 = ±90° (е)