Деформирование углепластиков под действием переменных во времени нагрузок

Механика деформируемого твердого тела


Авторы

Русланцев А. Н. 1*, Думанский А. М. 2**

1. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия
2. Институт машиноведения РАН им.А.А.Благонравова, Малый Харитоньевский переулок, 4, Москва, 101990, Россия

*e-mail: andreiruslantsev@gmail.com
**e-mail: alduman@rambler.ru

Аннотация

При эксплуатации под нагрузкой в течение длительного времени в материале могут проявляться такие реологические эффекты как ползучесть и релаксация, что может приводить к длительному разрушению, поэтому важным является анализ закономерностей деформирования полимерных композиционных материалов с учетом фактора времени. В настоящей работе рассмотрены модели, применяющиеся для описания реологических эффектов, показаны их достоинства и недостатки. Предложена модель на основе матричных уравнений теории слоистых пластин и соотношений наследственного типа, позволяющая установить зависимость деформаций от времени при переменном во времени нагружении, выполнен расчет для углепластиков БМИ-3/3692 и КМУ-4Л. Показано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных.

Ключевые слова

углепластик, наследственная механика, ползучесть, релаксация, теория слоистых пластин

Библиографический список

  1. Schapery R.A. Viscoelastic behavior and analysis of composite materials // Mechanics of Composite Materials, 1974, vol. 2, pp. 86 – 168.

  2. Deng S., Li X., Weitsman Y. Time-Dependent Deformation of Stitched T300 Mat / Urethane 420 IMR Cross-Ply Composite Laminates // Mechanics of Time-Dependent Materials, 2003, no. 7, pp. 41 – 69.

  3. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. – М.: Высшая школа, 1976. – 278 c.

  4. Kawai M., Masuko Y., Sagawa T. Off-axis tensile creep rupture of unidirectional CFRP laminates at elevated temperature // Composites: Part A, 2006, no. 37, pp. 257 – 269.

  5. Yao Z., Wua D., Chen C., Zhang M. Creep behavior of polyurethane nanocomposites with carbon nanotubes // Composites: Part A, 2013, no. 50, pp. 65 – 72.

  6. Yahyaei-Moayyed M., Taheri F. Experimental and computational investigations into creep response of AFRP reinforced timber beams // Composite Structures, 2011, no. 93, pp. 616 – 628.

  7. Sokolov E.A. The possibilities of predicting the creep properties of the laminate organoplastic unidirectional fiber reinforced materials // Mechanics of Composite Materials, 1980, no. 1, pp. 142 – 147.

  8. Du Y., Yan N., Kortschot M. An experimental study of creep behavior of lightweight natural fi ber-reinforced polymer composite / honeycomb core sandwich panels // Composite Structures, 2013, no. 106, pp. 160 – 166.

  9. Работнов Ю.Н., Паперник А.Х., Степанычев Е.И. Нелинейная ползучесть стеклопластика ТС8/3-250 // Механика полимеров. 1971. № 3. C. 391 – 397.

  10. Работнов Ю.Н., Паперник А.X., Степанычев Е.И. О связи характеристик ползучести стеклопластиков с кривой мгновенного деформирования // Механика полимеров. 1974. № 4. С. 624 – 628.

  11. Balevicius R., Marciukaitis G. Linear and Non-linear Creep models for a multi-layered concrete composite // Archives of civil and mechanical engineering, 2013, no. 13, pp. 472 – 490.

  12. Янсон Ю.О., Дмитриенко И.П., Зелин В.И. Прогнозирование деформаций ползучести однонаправленно армированного органопластика по результатам квазистатических испытаний // Механика композитных материалов. 1983. № 4. С. 610 – 613.

  13. Максимов Р.Д., Плуме Э.З. Прогнозирование ползучести однонаправленного армированного пластика с термореологически простыми структурными компонентами // Механика композитных материалов. 1982. № 6. С. 1081 – 1089.

  14. Плуме Э.З. Сравнительный анализ ползучести однонаправленных композитов, армированных волокнами различного типа // Механика композитных материалов. 1985. № 3. С. 431 – 436.

  15. Хохлов А.В. Кривые длительной прочности, порождаемые линейной теорией вязкоупругости в сочетании с критериями разрушения, учитывающими историю деформирования // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75559

  16. Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. – М.: Наука, 1977. – 384 с.

  17. Ruslantsev A.N., Portnova Ya.M., Tairova L.P., Dumansky A.M. Analisys of mechanical properties anisotropy of nanomodified carbon fiber-reinforced woven composites // IOP Conference Series: Material Science and Engineering (MSE), 2016, vol. 153, DOI: 10.1088/1757-899.

  18. Думанский А.М., Русланцев А.Н., Карасева А.А. Расчет нелинейного деформирования перекрестно армированных углепластиков // Материалы IX Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ’2012), Алушта, 25-31 мая 2012, Изд-во МАИ, С. 363 – 365.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход