Короткі теоретичні відомості. В композиційних матеріалах з орієнтованою структурою розрізняють два види деформацій зсуву: зсув в площині укладання наповнювача

В композиційних матеріалах з орієнтованою структурою розрізняють два види деформацій зсуву: зсув в площині укладання наповнювача, що відбувається під дією дотичних напруг , або , і міжшаровий зсув – під дією дотичних напруг або . В роботі досліджується зсув в площині укладання арматури.

Для визначення теоретичних значень модуля зсуву при різних кутах армування необхідно заздалегідь по паспортних характеристиках волокна і матриці і об'ємному змісту волокна визначити пружні характеристики однонаправлених шарів композиту:

– модуль пружності уздовж волокон по формулі:

;

– модуль пружності упоперек волокон по формулі:

;

– модуль зсуву:

(1)

де

;

. (2)

Для композиту, симетрично армованого під кутом ±j, теоретичне значення модуля зсуву в площині армування можна розрахувати по формулі:

. (3)

При j = 0 і j = 90° ,

при j = ±45° .

На рис. 1 приведена залежність при різних співвідношеннях E1/Е2.

Рис. 1. Залежність модуля зсуву композиту від кута армування

Матеріали і зразки

Для випробувань використовується зразки шаруватого симетрично армованого композиту, наприклад, з вуглепластика (основа – вуглецева стрічка ЛУ-4, зв'язуюче – ЕДТ-10). Зразки отримані викладенням шарів до товщини d, причому армуючі волокна в непарних шарах орієнтовані під кутом +j, а в парних – під кутом -j по відношенню до подовжньої осі зразка. Зразки пресуються при тиску 0,5 МПа і затвердівають по відповідному температурно-тимчасовому режиму. Загальний вид зразка показано на рис. 2. В роботі використовуються зразки, армовані під кутами:

j = 0; ±20°; ±45°; ±70°; 90°.

Рис. 2. Зразок симетрично армованого композиту

 

Устаткування і пристосування

Схема установки для визначення модуля зсуву показана на рис. 3.

Порядок виконання роботи

1. Визначити геометричні характеристики зразків, для чого в п'яти перетинах по довжині виміряти ширину „b” і товщину „d” кожного з випробовуваних зразків з точністю ±0,05 мм.

2. Закріпити зразок №1 в нерухомому захопленні установки і встановити на зразку жваве захоплення на відстані L від точки затискання.

3. Встановити на жваве захоплення підвіску для важків і виставити з натягом індикатор годинного типу для вимірювання переміщення захоплення при навантаженні зразка.

4. Навантажити зразок зусиллям DР.

5. Записати свідчення індикатора переміщень Dа.

Рис. 3. Схема установки для визначення модуля зсуву КМ

 

6. Повторити п.п. 4 – 5 для навантажень 2DР, 3DР, 4DР, 5DР, визначаючи приріст переміщення Dа при зміні поперечної сили на величину DР.

7. Повторити п. 1 – 6 для зразків 2 – 5.

8. Дані вимірювань занести в табл. 1.