Глава 6. Динамическое деформирование композитов

Рис. 6.51. Диаграммы нормированной выносливости для стеклотканей, ар- мированных волокном; /? =» Omin/Omax. А — эпоксидная смола и борволок- но, ориентированное в одном направлении; В — эпоксидная смола и угле- родное волокно, ориентированное в одном направлении; С — эпоксидная смола и стекловолокно, ориентированное в одном направлении; D — поли- эфирная смола и стеклоткань с атласным переплетением.

сг_т,кгс/мм^г

Рис. 6.52. Диаграммы предела выносливости для пластмассы, армирован- ной стеклотканью: /- диаграмма Гудмана; // — скорректированная диаг- рамма Гудмана; /// — приближенная диаграмма.

значение амплитуды напряжений, согласно уточненной диа- грамме Гудмана, составляет 5 кгс/мм². Предел, взятый с уче- том деформации и коэффициента запаса, равен 2,75 кгс/мм²

I. О низкоциклической усталостной прочности [6.46]

При определении усталостной прочности желательно про- водить такие испытания, которые были бы как можно короче по времени. Это обстоятельство учитывается и проводятся испытания при частотах 1000—2000 циклов/мин. Необходимы испытания от 1 цикла примерно до 1000 циклов при умень- шаемых частотах приложения циклической нагрузки. На рис. 6.53 в качестве примера приведены результаты испыта- ний на усталостный изгиб при действии низкоциклической нагрузки. Для испытаний использовался слоистый материал, состоящий из стеклоткани и полиэфирной смолы. Механиче-'

6.2. Усталостное поведение композитов и предел прочности

I

20

10

к,	X	X '	*
			Я ш >
f-яЗО'/ 5" 70"	t. 'о			"Ч
	to 'о (о

10

10

10³ 10* И,цикл

10

10^е

го 15 10

5

ю⁷

ь^е

Рис. 6.53. Диаграммы испытаний на усталость пластмасс, армированных стеклотканью. Снижение жесткости определяли на машине Инстрона — Шейка; а_тах — максимальное напряжение; о_а — амплитуда напряжений; о_т~- среднее напряжение; / — прочность при статическом изгибе; X, ■ разрушение; числа в процентах указывают снижение прочности.

ские свойства материала приведены в табл. 6.8 [6.47, 6.48]. Проведенные исследования показали, что в диапазоне от 1 до 1000 циклов снижение прочности происходит сравнитель- но медленно. В этом случае зависимость напряжения от In N представляет собой практически прямую линию. Усталостные испытания проводились на машине Шенка. Разрыв наблю- дался в окрестности N = 5-10³.

Таблица 6.8

Материал экспериментального образца н механические свойства

Материал		Объем- ное содержа ние стекло- волокна. %	Предел проч- ности при растяже- нии, кгс/мм*	Предел прочно- сти при изгибе, кгс/мм*	Модуль упругости при изгибе, кгс/мм*
Смола	Упрочняющий материал
Полиэфирная	Атласная стекло- ткань	59,3	31,1	38,7	2220

2. Направление приложения нагрузки не совпадает с направлением волокна

Хашин [6.49], а также Ротем и др. [6.49] предприняли попытку применить статические законы разрушения при рассмотрении усталости однонаправленных композитов. В ка- честве исследуемого материала рассматривалась эпоксид- ная смола, армированная в одном направлении стеклом Е.

104