Сравнение четырех экспериментальных методик определения упругих и прочностных хырыктеристик полимерных тканевых композитов при внутри- и межслойном сдвиге

Abstract

Для определения упругих и прочностных характеристик полимерных композитных материалов при сдвиге как в плоскости армирования, так и в трансверсальном направлении используются различные экспериментальные методики, основанные, в частности, на растяжении образца-полоски под углом 45o к направлению армирования, трехточечном изгибе балочного образца с разным отношением пролета к толщине, изгибе короткой балки или сдвиге образца с V-образными надрезами. В этих методиках достаточно сложно оценить влияние на результаты испытаний таких факторов, как разворот волокон, сложное напряженное состояние в рабочей части образцов, степень анизотропии и локальные контактные деформации. В связи с этим в данной работе было проведено комплексное исследование по оценке упругих и прочностных сдвиговых характеристик тканевого углепластика по отмеченным выше методикам. Анализ результатов показал, что испытания образцов Иосипеску на сдвиг в плоскости армирования и испытания образцов-полосок на растяжение под углом 45o к направлению армирования дают практически одинаковые значения сдвиговых характеристик, но лишь в диапазоне деформаций, ограниченном величиной 5-6%. Деформации разрушения при сдвиге в этих экспериментах существенно различаются: растяжение образцов-полосок даёт на 30% меньшие значения. Также было установлено, что, несмотря на различия в способах деформирования при испытаниях образцов Иосипеску на сдвиг в трансверсальном направлении и испытаниях на изгиб балочных образцов, значения упругих и прочностных сдвиговых характеристик тканевых углепластиков отличаются незначительно.