Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Прогнозирование и расчет анизотропии механических свойств однонаправленного углепластика при скоростном нагружении

Опубликовано: 17.01.2020

Авторы: Думанский А.М., Лю Хао

Опубликовано в выпуске: #1(97)/2020

DOI: 10.18698/2308-6033-2020-1-1947

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов

Разработана модель, основанная на соотношениях наследственно упругой среды, анизотропной теории упругости и принципа соответствия Вольтерра, позволяющая выполнять расчет и прогнозирование анизотропии реологических свойств однонаправленного углепластика в линейной области. На основе предложенной модели получены выражения для кривых деформирования однонаправленных материалов, которые были апробированы на образцах из углепластика IM7/8552 и углепластика AS4/3501-6, при растяжении под разными углами к направлению армирования со скоростями, соответствующими квазистатическому и динамическому нагружению. Предполагалось, что временны́е свойства однонаправленного углепластика проявляются в направлении, перпендикулярном армированию, и при сдвиге в плоскости слоя. Реализация расчетного алгоритма оказалась возможной благодаря использованию соотношений алгебры операторов резольвентного типа. Для получения числовых значений параметров модели были обработаны экспериментальные кривые деформирования образцов из углепластиков.


Литература
[1] Hinton M.J., Kaddour A.S., Soden P.D., eds. Failure criteria in fibre-reinforced-polymer composites: The World-Wide Failure Exercise. Elsevier Science, 2004, 1268 p.
[2] Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. Москва, Машиностроение, 1988, 272 с.
[3] Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. Москва, Машиностроение, 1984, 264 с.
[4] Винсон Ж.Р., Сираковский Р.Л. Поведение конструкций из композитных материалов. Москва, Металлургия, 1991, 264 с.
[5] Herakovich C.T. Mechanics of fibrous composites. New York, John Wiley&Sons, 1998, 460 p.
[6] Tschoegl N.W. The phenomenological theory of linear viscoelastic behavior. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1989, 769 p.
[7] Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. Москва, Наука, 1977, 384 c.
[8] Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. Москва, Наука, 1977, 416 с.
[9] Kaddour A.S., Hinton M.J., Li S., Smith P. Instructions to contributors of the third world-wide failure exercise (WWFE-III): Part (A). 2008, 48 p.
[10] Daniel I.M., Werner B.T., Fenner J.S. Strain-rate-dependent failure criteria for composites. Comp. Sci. and Tech., 2011, vol. 71, pp. 357–364.
[11] Koerber H., Xavier J., Camanho P.P. High strain rate characterization of unidirectional carbon-epoxy IM7-8552 in transverse compression and in-plane shear using digital image correlation. Mech. and Mater., 2010, vol. 42, pp. 1004–1019.