автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Долговечность сжатых композитных элементов с дефектами типа отслоений
Автореферат диссертации по теме "Долговечность сжатых композитных элементов с дефектами типа отслоений"
6 С,.;
6 ДПР 15ВЗ мпс рф
МОСКОВСКИ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИКНЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
На правах рукописи
ХЛЕБЦОВ Петр Валентинович
УДК 624.041.6:691.618.92
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ С-'АТЫХ КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ДЕФЕКТА:,« ТЯПА ОТСЛОЕНИЛ
05.23.17 - Строительная механика
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
^енг'а -
Работа выполнена в Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Значена институте инженеров железнодорожного транспорта.
научный руководитель
Официальные оппоненты -
Ведущая организация
доктор технических наук, профессор В.Д.Потапов доктор технических наук, профессор В.П.Николаев ; кандидат технических наук, М.Н.Михайлов
внижг
Защита состоится " 1 7 " 1993г. в IЬ часов
на заседании специализированного совета Д.114.05.02 при Московском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 101475, ГСП, Москва, А-55, ул.Образцова, д.15, ауд. ЧЫХ .
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан " И " _1993г.
Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просш.1 направлять по адресу института. •
Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук,
, профессор В.П.МАЛЬЦЕВ
СЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ".
Актуальность проблемы. Научно-технический прогресс требует разработки и создания новых конструкционных материалов. Основные перспективы в этом вопросе связаны с композитам, нал-большее распространение среди которых получили пластики, армированные стеклотканью или стекловолокно;.:. Стеклопластики, помимо высокой относительной механической прочности и яесткости в традиционном конструкционном .направлении армирования, обладает целым рядом преимуществ перед материалом: стойкостью к агрессивным средам, низкой тепло и электропроводностью, радлопрозрач-ностью, технологичностью и т.д. Указанные достоинства делают незаменимыми стекло- и ^.'лепластики в самых различных областях науки и техники. Из них путем намотки изготавлизают корпуса летательных, аппаратов, надводных и подводных кораблей, кузова автомобилей и рамы велосипедов, трубопроводы, резервуары и многое другое.
Однако таким композитным материалам присуда сильная зависимость механических и прочностных сзойстз от времени и режима нагружения. Так, рте при комнатной температуре и относительно невысоких внешних нагрузках у пластиков знатно проявляется свойство ползучести, что оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции и приводя? к сниаени-о долговечности по сравнении с квазиупругми композитами. К снижению прочности и долговечности стеклопластиков приводит также их плохое сопротивление расслаиванию и чувствительность к дефектам композитной структуры.
В связи с вышеизложенным, одной из вахнеГлих проблем в строительной механике янг-яется разработка новых л совераенство-вание имегднхся мегодик эксг.орнментапьноа и теоретической оцен-
ки долговечности конструкций из композитный материалов на основе полимеров, имеющих дефекты типа расслоений.
Цель работы:
- получение вероятностных характеристик предала кратковременной прочности однонаправленного стеклопластика электротехнического назначения при сжатии едоль волокон, выработка рекомендаций по форме и размерам образцов для испытаний;
- экспериментальное определение вероятностных характеристик разрушающей нагрузки и долговечности того же композита при длительной действии квазистатической сжимающей нагрузки, получение зависимости долговечности стеклопластика от величины приложенной нагрузки (диаграммы длительной прочности);
- разработка методики расчота роста приповерхностных отслоений в отымаемых элементах конструкций из композитных материалов при длительном действии нагрузки на основе объединенного подхода в механике разрушения;
- исследование влияния вязкоупругих свойств композита, накопления рассеяны* повреждений, начального искривления отслоений и типа нагрузки на долговечность элемента конструкции, обусловленную ростом имеющегося отслоения,
- создание программ для ПЭВМ по определению равновесных размеров отслоений и исследование долговечности двух типов моделей сжимаемых элементов конструкций из композитных материалов о отслоениями.
Научная новизна. Получены результаты экспериментального исследования предела кратковременной прочности и долговечности однпоправленного стеклопластика при сжатии вдоль волокон. Разработана методика расчета докрктического роста приповерхностных отслоений в сжимаемих элементах конструкций из компо-
зитных материалов при длительном действии нагрузки с учетом начальных неправильностей, вязкоупругих свойстз композита и типа нагрухения. Исследована долговечность модели тонкой композитной панели с центральным расслоением при учете геометрически нелинейного поведения образующихся отслоений.
Практическая ценность. Получены результаты статистического анализа данных о кратковременных и длительных испытаниях на сжатие вдоль волокон однонаправленного стеклопластика электротехнического назначения. Разработана методика оценки долговечности снимаемых элементов конструкций из композитных материалов, имеющих дефекты типа приповерхностных отслоений.
Достоверность. Дос. jверность полученных результатов обеспечивается применением известных апробированных методик при проведении экспериментов, а также строгость» использованных методов, совпадением полученных решений в частных случаях с известными ранее.
Апробация гзботы и публикации. Основные результаты опуйли-кованы в работах /1-5/, а таххе доложены на
- научно-исследовательской конференции молодых ученых и специалистов !»ШТа, 1989г.;
- Всесоюзной межвузовской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов, Москва, Е990г.;
- кафедре "Строительная механика" ¡ШТа, 1992г.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, зыводов, списка литературы ( 151 наименование). Работа, содержит 95 страниц машинописного текста, 59 рисунков и S таблиц.
¿од2?:;:ан>1Е работы
Во введении диссертационной работы обосновывается актуальность рассматриваемой проблемы, сформулированы цели работы и изложено краткое содер.-хание пяти глав.
В первой главе приведен обзор работ, посвященных экспериментальным и теоретически; исследованиям прочности и долговечности элементов конструкций из композитных материалов при наличии расслоений. Рассматривается современное состояние методик экспериментальной и теоретической оценки кратковременной и длительной прочности композитных материалов.
Проблемы, встречающиеся при испытаниях на скатие композитных материалов, исследуются в работах Ю.М.Тарнопольского и Т.Я.Кин-цисса, И.Г.Жигуна, В.А.Полякова, В.В.Михайлова, В.П.Киксхпаева, З.Д.Попова, Е.й.Синицына, В.Л.Благонадежина, Г.Х.Мурзаханова, А.ВоЛаврова и М.К.Смирновой и других авторов.
Основные положения механики разрушения композитных материалов при действии кратковременных и (или) длительных нагрузок изложены в монографиях В.В.Панасюка, Г.Д.Чарепаяова.Л.Ы.Кача-нова, В.З.Партона и Е.М.Морозова, Л.И.Слепяна, Д.Броека, Т.Оудзни и М.Дзако, Х.Кортена и других авторов.
Разрушение композитов при сжатии вдоль расслоений исследовали Ю.м.Тарнопольский, А.К.Гузь, В.В.Болотин, З.Х.Забельян, А.А.Курзин, Е.Г.Викторов, Д.Н.Несин, В.В.Парцевский, С.Т.Ми-лейко, А.Н.Полилов, и Ю.Н.Работнов, а также Х.Чей, .Кнаус, К.Бэбкок, З.-Л.Йан, В.Боттега и В.Майвал и другие ученые.
Для моделирования реальных услоеий потери устойчивости и рост.' отслоений ряд ученых использовали универсальный метод конечных элементов С.1КЭ). С особенностями ,\КЭ применительно к ме-хачике разрушения можно познакомиться в работах Е.М.Ыорозо-
ва и Г.П.Никиажова, М.Сиратори, Г.!лиёок и Х.Мацуситы, С.Атлури и других авторов. Дяя вычисления параметров механики разрушения в сжимаемых композитных структурах с приповерхностными отслоениями первыми МКЭ начали нспользозать Дн.Упткомб и С.Доналдсен.
Следует отметить, что дяя композитных материалов на основе полимерных смол при докритическпх внегних нагрузках характерен длительный устойчивый рост трещин-расслоений. Один из подходов и описания роста трещин з вязкоупругих телах связан о новыми моделями трещин и критериями разрушений. Этот подход связан с исследованиями А.А.Каминского, Б.В.Костроза, Л.3.Никитина, Л.М.Олитмана, Р.Кристенсена, З.Знука, Г.Хнауса, ?.Маккартни и других ученых, .другой подход к описанию разрушения вязкоупругих материалов при длительно действующих нагрузках -механика накопления рассеяных повреждений - развит в работах С.Н.Буркова, Л.«.Качалова и Ю.Н.Работноза, А.И.Зобнина,-Ю.В.Суворовой и других исследователей.
Анализ показывает, что для построения удовлетворительной теории длительной прочности композитных сред необходим синтез обоих указанных подходов, так как процессы развитая макротрещин -расслоений и накопления рассеяных минропсзренденпй всегда проходят параллельно. Такой (объединенный) подход з механике разрушения композитов при длитатьно действующих циклических и (или) квазнстатических нагрузках был предложен З.З.Болотнякм.
Применительно к задача:.! о долговечности композитов с дефектами типа отслоений указанный подход использовался з работах В.В.Болотина и его сотрудкикоз: Г.Х.!.'.урзаха.чова, Б.Н.щугорева, А.Н.Воронцова, 0.3.Нефедова, Н.З.Шебунина.
Вторая глача посвящена. экспериментальны!.: исследованиям предела кратковременной прочноеги и долговечности при сжатии
вдоль волокон однонаправленного стеклопластика электротехнического назначения, изготовленного на основе эпоксидиановой смолы (стекловолокна занимают 7о% объема материала).
Приведены результаты кратковременных испытаний на сжатие цилиндрических образцов диаметром 22 и.36 мм различной высоты (в каждой серии испытывалось по 6 образцов одной высоты). Построены зависимости предела кратковременной прочности стеклопластика от высоты образцов, которые условно могут быть разбиты на 2 участка - горизонтальный и ниспадающий. Приведены вероятностные характеристики кратковременной прочности исследуемого композита при сжатии его вдоль волокон, подученные на образцах диаметром 15, 22, 28, 36 и 45 мм при соотношении высоты и диаметра образцов 3:1 (именно при таком соотношении достигалось наибольшее среднее значение предела кратковременной прочности). Показаны характерные типы разрушения образцов - "грибок" и "китайский фонарик", а также зависимость предела кратковременной прочности от площади поперечного сечения'образцоз.
Далее описывается использованная методика проведения длительных испытаний исследуемого стеклопластика на' сжатие вдоль волокон и дается оценка длительной прочности указанного материала.
Представлены результаты длительных испытаний на сжатие цилиндрических образцов из однонаправленного стеклопластика, изготовленных из стержней-заготовок диаметром 15 мм, высотой 45 мм. Указанные испытания были проведены на специальной пру-аилной установке "мягкого" типа нагружения по методу "взерх-вниз". Одна партия образцов испытывалась при временной базе в ч, а другая - в 480 ч. Для обеих партий образцов приведены: последовательность испытаний и полученние оценки.математического ожидания разрука^мй нагррки и ее среднеквадратичес-
кого отклонения.
Для 6 наиболее представительных урозней 'испытательных нагрузок по методу "максимального (наибольшего) правдоподобия" били получены оценки долгозечноотей. Согласно этим опенкам била построена кривая зависимости длительной разрушающей нагрузки однонаправленного стеклопластх-<а при схатни его вдоль волокон Р от времени (рис.1) (диаграмму длительно;: прочности) вида л,
Р = аб
где - константы материала, определяемые по методу
наименьших квадратов; "к* - долгозе-чссть (зремя до разрушения).
Анализ полученных экспериментальных результатов свидетельствует о том, что длительное действие кзазнстатической нагрузки приводит к снижению прочностных свойств с.т'-имаемых здоль волокон однонаправленных стехлоцлзстикоз, и что одним из доминирующих механизмов разрушения з этом случае является расслаивание вдаль волокон.
3 тпетье:; глазе анализируется процесс разрушения с:гпмаемых вдоль расслоении элементов конструкта: из композитных материалов в случае действия кратковременной сжима^дей нагрузки.
Списана модель, с поморю которой исследуется механизм разрушения однонаправленного композита, с~.имаемого вдаль волокон при наличие: ма'.чду ними расслоений.
■ Рассматривается 3-х мерный .массив, один из размеров кото-:ого во .много раз больше двух других, а сечение, перпендикулярное длинной стороне, представляет собсй прямоугольник зксотой Ь. : ширине;: 3) . -3 массиве имеется плоская сквозная трещина-;с4ч-кт, гас.:«:< ::скл.-а.:с на рис.2. Массив быпол-
- 10 -
Диаграмма длительной прочности стеклопластика 60 50 АО
zo 20 10
I v^J
' ' 1 ! —~____ i в I
- Р*а.ехрШ —
* (L-56,50%6-SJ6-Í0 ь1
! ! ■ 1 --!-1-!-- V
О А00 200 500 /¡00 500
Рис. I
Конечноэлементная модель массива с отслоением
aY Л'
~т~тгп
ГТТТ~1
нен из однородного упругого ортотропного материала, оси ортотропии которого совпадают о осями X , "V и И (рис.2).
Исследуется потеря устойчивости указанного сжигаемого массива, находящегося в условиях плоской деформации. Расчеты проводились-с помощью МКЭ. Передача сжимающих усилил на орто-тропный массив моделировалась через верхнюю и нижнюю траверсы (как это имело место при испытаниях). Ка рис.3 показана зависимость критической нагрузки потери устойчивости массива плоских ортотропкых КЭ от относительной высоты этого массива ( Е^ = С6 ГПо; Ех=26,4ГГк; ПЪ; /„ = 0,2) ; 1) =
4,5 с*« "» К = О.^см ) при наличии расслоения длиной £. = 0,9см
и без него. Ряде: на рисунке схематично показаны формы потерн устойчивости массива.
Кроме того, били получены критические нагрузки и исследованы формы потерн устойчивости массива с двумя (расположенными симметрично относительно вертикальной плоскости) расслоениями.
Аналитически на примере указанной модели (рис.2) исследовалось деформнрозанное состояние тонкого приповерхностного отслоения при сжатии вдаль него.
Предполагалось, что при относительно небольшом уровне внешней нагрузки (задавалось смешение зерхнел плоскости модели на величину Д вниз при неподвижной нижней плоскости -"жесткий" тип кагружения^ отслоение получает начальное иг криз-ленке, близкое к искривлению вертикальной плоскости модели. При достижении внешней нагрузки определенной веллчины £„ ( £п= Д„/ Ь ' отслоение получает дополнительное искривление (рис. ■!;.
Задача ::о определении' де¿ор:.::'розаиного состояния массива ро'лаетоя методом -.а с аллрокслмпцлеп функция горизонтального
Зависимость критического напряжения от высоты массива
Рис • 3
Стадии де^рмнрованкого состояния модели
перемещения вертикальной плоскости модели (и, соответственно, отслоения) алгебраическим полиномом второй степени
и=с^'фх
(I)
где С - искомый коэффициент.
Проверка правильности определения деформированного состояния массива проводилась с помощью МКЭ. Оказалось, что при
(^З) ^ 3 квадратная парабола достаточно хорошо описывает искривление боковой поверхности массива КЭ; при больших соотношениях /О такая аппроксимация неправомерна.
Дополнительный прогиб отслоения задается в виде полинома 4-ой степени
Ц =
где искомый хадэффнциент.
Решая уравнение совместности деформаций, определяем величину дополнительного искривления отслоения .
0 помощью энергетического метода получено аналитическое выражение для обобщенной силы 0 , продзигагощей тресну (активная, трещинодвижущая сила).
Определена (при помощи критерия энергетического баланса ?риффитса) деформация разрушения, т.е. деформация, при которой троисходпт "страгивание" - начало быстрого динамического рос-га трещины. Следует отметить, что при "жестком" типе нагружения юст трещины, начавшись может знезапно прекратиться.
На рис.5 изображены зависимости деформации разрушен»: >т длины трещины £, :
1 - зависимость, полученная З.З.Бодотнным без учета на-
- 14 -
чального искривления отслоения;
2 - полученная в работе зависимость (при учете начального искривления отслоения).
Для сравнения на этом же рисунке (под цифрой 3) показана зависимость критической деформации сжимаемого отслоения от его длины ( Еу = 66884,8 ЫПа; Г (обобщенная сила сопротивления) = 0,2 кН/м; 0,1 см).
Очевидно, что учет начального искривления отслоения идет "не в запас" при определении деформации разрушения сжимаемого вдоль приповерхностного отслоения массива.
В четвертой главе исследуется рост приповерхностного отслоения при длительно действующей нагрузке. Вначале проводится расчет деформированного состояния модели (рис.4) с учетом того обстоятельства, что материал модели обладает ограниченной сдвиговой ползучестью. Задается экспоненциально-разностное ядро оператора сдвиговой релаксации.
Используя метод Ритца, аппроксимируем функцию начального искривления отслоения одночленным выражением (I), считая, что искомый коэффициент С является функцией времени.
Затем, кроме сдвиговой, учитывается ползучесть материала модели в направлении, перпендикулярном нагружен»» (ядро "поперечной " :релаксации материала то г. о экспоненциально-разностного ■типа). Оказалось, что при используемых константах учет ползучести материала модели вдоль оси X приводит лишь к небольшому количественному изменении зависимости 0о= U0(i) , но не меняет ее'качественного характера.
Ка рис.6 показала зависимость активной обобщенной силы G от длины трещины для двух моментов времени ( -t = О и
-L со ) при учете только сдил'оиой ползучести материям модели ( £у COrfM,:> „'.¡1ч, U-; "jT- t,l"i i/сут.
- 15 -
Зависимость деформации разрушения от длины отслоения
Рис. 5
Увеличение активной обобщенной силы 17 с течением времени
к. = 0,02м). Очевидно, что при небольших длинах отслоений с течением времени величина £ увеличивается.
Из решения основного уравнения критерия энергетического баланса, предположительно справедливого для случая распространения трещины в вязкоупругом теле, определяется величина деформации разрушения модели.
Очевидно, что спустя некоторое время ("инкубационный период") после приложения докритической нагрузки наступает неустойчивый рост трещины. Отметим, что для реальных вязкоупругих материалов при приложении деформации ниже определенного ("порогового") значения трещина никогда не станет растя. Но если использовать в качестве реологической модели материала тело Мая-свелла, то такой "пороговой" нагрузки не существует, и после окончания "инкубационного периода" "страгивание" произойдет при сколь угодно малых значениях деформации.
Далее медленный докритический рост трещины - расслоения исследуется с помощью моли; ..циро ванн ого критерия энергетического баланса, предложенного В.В.Болотиным.
Указанный (объединенный) подход основан на совместном рассмотрении 2-х механизмов - развития макроскопических трещин и накопления рассеянных (мжроскопическпх) повреждений на пути распространения трещины.
Предполагается, что зона интенсивного накопления повреждений (ЗИН11) мала по сравнению с' длиной трещины, и ее размер является константой материала. Накопление повреждений, происходящее в ЗИНП, влияет на значение обобщенной силы сопротивления росту трещины Г , которая определяется по формуле
Г^СО-ьо)
где (дЗ* - мера повреждения - скалярная функция времени, описывающая процесс накопления повреждений в материале;
; - обобщенная сила сопротивления для неповрежденного материала, в котором распространяется трещины.
Считая, что мера повреждения ЬЗ зависит от значения нормальных напряжений отрыва, действующих на продолжении оси трещины, определим ее согласно.принципа линейного суммирования поврежденноети (Бейли), предположительно справедливого в случае квазистатического нагружения.
Напряженное состояние на продолжении оси трещины находится из решения вспомогательной упрощенной задачи о полубесколечной балке единичной сирины, лежащей на упругом основании и загруженной на конце изгибающим моментом и поперечной силой. Величина напряжений отрыва, действующих по подошве бачки, была определена аналитически с помощью функций Крылова. Эпюра напряжений отрыва была проверена расчетом по ЫКЭ напряженного состояния массива плоских ортотропных КЭ, сжимлемого вдачь отслоения.
Лля исследования медленного роста трещин в вязкоупругих телах была создана специальная программа для ПЭВМ. Результаты, чолученные с помощьи этой программы, приведены на рис.7 ( Еу = =66884,8 МПа; К. = 0,1 см). На основании указанных диаграмм
•£.=£. отметим, что после "страгизания" при "жестком" нагру-сении скорость роста трещины уменьшается, достигая в пределе юстсянного значения.
Пятая глава посвящена исследованию долговечности сгатых лементов конструкций из композитных матерпачов, имеющих :с:::-:ие риповерхностные отслоения, поведение которых описывается гес-етрически нелинейными уравнениями. 3 качестве примера расчета
- 18 -
Рост трещины с течением времени
Модель типа "симметричный раскол"
рассматривается сжатие модели пдоскодеформировагшой двухслойной панели, изготовленной из тонких ортотропных линейноупругих пластин (рис.8). Пластины имеют начальное искривление на участко дайной £ . Задавались два типа нагружения: "жесткий" (контролируется величина смещения Л ) и "мягкий" (контролируется величина сжимающих напряжений ^ ).
Для определения прогибов отслоений записывается уравнение равновесия отслаивающейся части с учетом геометрической нелинейности, отбрасывая члены выше 3-го порядка. Это уравнение решается методом Бубнова-Галеркина, причем приближенное решение принимается либо в виде алгебраического полинома 4-ой степени
либо в виде квадрата косинусоиды
' и4-сол2(-у)
Г Р
где -т/К - искоше константы;
3 - криволинейная координата.
Для проверки прогиб отслоений, полученный аналитически, сравнивался с результатом численного расчета по '¿КЭ. Исследуемая панель моделировалась стержневыми геометрически нелинейными-СЭ. При сравнении оказалось, что искривление отслоений лучше эписивается кзадратом косинусоиды.
С помощью энергетического метода получены аналитические сражения для определения активной обобщенной силы С . Сог-:асно этим выражения:.! на рис.9 построены зависимости й - С (;2) ;ля разных типов нагружения ( 56384,8 11Па; L =
',2 м; к = О.СОГ м; Ц, = 0,СС2 м).
Увеличение активной обобщенной силы с ростом отслоений
Рис. 9
Рост отслоений с течсчем времени
Риг. ТО
Для проверял правильности полученных аналитически результатов был использован метод податливости, реализованный с помощью ЯСЭ. Сначала метод податливости бал проиллюстрировал на конт-)альном примере. Затем с помощью "графического" варианта мето-;а податливости были определены величины активных обобщенных ¡ил G для плоской стержневой конечноэлементной модели в лучае "мягкого" и "жесткого" типов нагружения. Результаты орав-рвались с полученными аналитическим методом, была отмечена х близость.
Для получения оценок долговечности модели композитной пане-и использовалась программа для ПЗИ'Л, подобная той, которая писывалаоь в четвертой главе диссертации.
Продолжительность инкубационного периода вычислялась ака-итически и с помощью ШЭ. Отмечена близость полученных резуль-атов.
На рис.10 для "жесткого" и "мягкого" типов нагружения
зяведены характерные зависимости i - -8 (-t) , получешшо с
г*
эмощью ПЭШ по аналитическим выражениям ( с у = 66884,8 Ша;
Ц, = 0,2 м; к =0,001м; U. = 0,002 м). Очевидно, что 1рактер этих зависимостей качественно различен, наиболее опас-¡м является "мягкий" тип нагруяения.
Основные выводы и результаты диссертационной работы сос- . !ят в следующем:
1. Полнены вероятностные характеристики предела кратко-именной прочности однонаправленного стеклопластика элехтротех-ческого назначения при сжатии вдоль волоком, даны рекомея-ции по форме н размерам образцов для испытаний.
2. Определены вероятностные характеристики разрус^агщей грузки и долговечности того зе композита при длительном
действии нагрузки. Обнаружено значительно снижение предела прочности стеклопластика на сжатие вдоль волокон во времени.
3. Исследовала устойчивость массива со сквозными приповерхностными расслоениями, подверженного сжатию вдоль трещины (трещин). Проанализировало влияние дайны и толщины отслоения (отслоений) на величину критической нагрузки.
4. Предложена методика расчета роста приповерхностных отслоений в сжимаемых элементах композитных структур при длительном действии нагрузки с учетом начальных неправильностей, вязкоуг.ругих свойств композита и накопления расоеяных повреждений . Исследован квазистатический рост приповерхностного отслоения на модели сжимаемого шюскодеформированного массива со сквозным расслоением.
5. Исследована долговечность модели тонкой композитной панели с центральным расслоением при учете геометрически нелинейного поведения образующихся отслоений. Определено влияние типа нагруженпя на процесс „ оста расслоения.
6. Созданы программы для ПЭВМ по определению равновесных размеров отслоений и долговечности элементов конструкций из композитных материалов с расслоениями. Проведен анализ влияния вязкоупругих свойств композита и накопления повреждений на процесс роста трещин-расслоений.
Основные положения диссертации опубликованы в работах:
1. Хлебцов 11.В. К вопросу о прочности однонаправленных стеклопластиков при сжатии // Строительная механика и расчет сооружений. - 1989. - У? 5. - 0.72-74.
2. Хлебцов II.3. Оценка кратковременной и длительной прочности однонаправленных стеклопластиков при сжатии их вдоль боло-
кон» Деп. в ВИНИТИ 29.01.91. £ 449-B9I, 28о.
3. Хлебцов П.В. Сценка долговечности однонаправленных стеклопластиков при сжатии вдоль волокон. - Труди ХабЙИЖТ.-
- 1991. - С.73-78.
4. Хлебцов П.В. Исследование долговечности однонапрааден-ных стеклопластиков. - Труды МИИТа. - 1991. - Л 857. -
- о.100-105.'
5. Хлебцов П.З. Определение долговечности композитов, сжимаемых вдоль приповерхностных отслоений. Деп. в ВИНИТИ 04.02.92, И 383 - В92, 18с.
ХЛЕБЦОВ Петр Валентинович
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ОКАТУХ КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ДЕФЕКТАМ! ТИПА ОТСЛОЕНИЙ
Специальность 05.23.17 - Строительная механика
Формат бумаги 60x90 I/I6 Объем .£5 Заказ ^37. Тираж ICO зкз.
Здано в набор 07.04.43.
Подписано к печати 01.СЧ.93.
Типография МИИТа, Москва, ул. Образцова, 15
-
Похожие работы
- Структурные модели и алгоритмы компьютерной имитации процессов разрушения волокнисто-блочно-слоистых композитов при сжатии
- Композиционные материалы, их механико-структурный анализ и некоторые новые области применения
- Восстановление гильз цилиндров дизельных двигателей сельскохозяйственной техники композитным покрытием на основе железа
- Математическое моделирование в задачах тепловой диагностики и прогнозирования долговечности композитных элементов конструкций с дефектами
- Методологические основы конструктивно-технологического обеспечения живучести авиаконструкций, выполненных из полимерных композитных материалов
-
- Строительные конструкции, здания и сооружения
- Основания и фундаменты, подземные сооружения
- Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
- Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
- Строительные материалы и изделия
- Гидротехническое строительство
- Технология и организация строительства
- Здания и сооружения
- Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
- Строительство железных дорог
- Строительство автомобильных дорог
- Мосты и транспортные тоннели
- Гидравлика и инженерная гидрология
- Строительная механика
- Сооружение подземного пространства городов
- Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
- Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия
- Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
- Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов