СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СХЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТОВ ПРИ МЕЖСЛОЙНОМ СДВИГЕ

Аннотация

Для определения механических характеристик в условиях интенсивных динамических воздействий полимерных композиционных материалов при межслоевом сдвиге предложены и апробированы три экспериментальные схемы: динамический трехточечный изгиб короткой балки, динамическое сжатие образцов-пластин с надрезами и динамическое выдавливание средней части образцов в виде параллелепипедов. Для создания ударных нагрузок и регистрации отклика образцов используется техника мерных стержней. Расчет усилий и смещений производится по формулам Кольского по данным тензометрических измерений. С использованием численного моделирования проверено одно из принципиальных допущений и условий применимости метода Кольского для определения характеристик материалов в эксперименте на динамический изгиб короткой балки, а именно условие динамического равновесия образца в процессе нагружения. Апробация схем проводилась на образцах из слоистого композиционного материала с полимерной матрицей, армированного углетканью. Приводится сравнительный анализ данных, полученных с применением трех разных схем испытаний. Отмечается, что данные, полученные методом выдавливания, хорошо согласуются с данными, определенными при динамическом сжатии образцов с надрезами. Характеристика прочности, определенная методом изгиба короткой балки, оказалась заметно выше. Получено, что определенные в динамическом диапазоне значения межслойной сдвиговой прочности в среднем на 25% ниже статической характеристики. Из трех схем наиболее предпочтительной является схема на выдавливание средней части образца-параллелепипеда, так как в отличие от изгиба балки она позволяет варьировать и контролировать условия нагружения, а в отличие от испытания надрезанных образцов симметрична, что исключает появление в образце изгибающих моментов.