To definition of modules of elasticity of a plate with unidirectional reinforcing height-modules a carbon fibre

Volodymyr Maslyey,Konstantin Rudakov

doi:10.20535/2521-1943.2019.87.189220

Abstract

Problematic. For carrying out of calculations of any products on reception of characteristics of their is intense-deformed condition it is necessary to have, among other, modules of elasticity of materials. For layered polymeric composite materials (CFRP) in specifications on their components specify only the module the Ship's boy at a stretching and factor Poisson. Other modules of elasticity usually define under known formulas, at the best - in numerical or natural experiment. The received values have considerable disorder.Research objective: selection of formulas for definition of modules of elasticity of the unidirectional monolayer, the most corresponding to composition ЭДТ-10 / TC 36S-12K.Realization technique. Numerical calculations with application of a method of final elements (a contact problem) a characteristic element of a plate from layered CFRP have been carried out. It was assumed it transverse isotropic.Results of research. By results of calculations modules of elasticity are defined and the formulas most corresponding to composition ЭДТ-10 / TC 36S-12K are revealed.Conclusions. The carried out calculations have shown, that contact FEM-models of a composite monolayer yield good results of definition of its elastic characteristics.

Highlights

Монослой сам по себе является лишь "строительным материалом" для создания композитных конструкций, поэтому и модули упругости монослоя часто нужны лишь для того, чтобы из них получить "эквивалентные" характеристики
Поэтому в ответственных случаях окончательный вывод о правильности пересчета известных характеристик компонент монослоя в другие его характеристики можно делать только на основе результатов натурного эксперимента

Summary

Vf Gm

В [10] есть аналогичные рис. 1 графики для G12 (рисунки 10.9.2 и 10.9.3), согласно которым при V f =0.7 разброс значений, подсчитанных по формулам таблицы 3 – более чем в два раза. Точное построение адекватной конечно-элементной модели композиции волокно-наполнитель (и даже изотропного материала) для определения модуля сдвига затруднительно. 4. а: узлам на нижней поверхности запрещены степени свободы по вертикали (по Y ) и вдоль нагрузки (по X ), узлам верхней поверхности – только по Y , а жесткая пластина давит на заднюю поверхность. 4. б: узлам на фасадной (что левее) поверхности запрещены степени свободы по горизонтали (по X ) и вдоль нагрузки (по Y ), узлам задней поверхности – только по X , а жесткая пластина давит на верхнюю поверхность. После проведения расчетов в модели композитного монослоя рис. 4. а значение перемещения uX (в направлении действия давления) верхнего правого узла разделили на вертикальный размер модели LY (получили обобщенную угловую деформацию XY uX / LY ), затем подсчитали GXY | p/ XY | 0.1123 105 МПа. Полученные на основе расчетов с применением МКЭ

Монослой из композиции

При том же значении