Исследование особенностей разрушения композитных панелей с учётом структурной неоднородности и поврежденности

• Автор: Ле Ким Кыонг
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУНТУРНО ПОДКРЕПЛЕННОЙ КОМПОЗИТНОЙ ПАНЕЛИ, НАГРУЖЕННОЙ ПОПЕРЕЧНОЙСИЛОЙ
1.1. Вводные замечания
1.2.Постановка задачи, построение решения
1.3.Примеры. Сравнение аналитического и численного решений
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕННОСТИ И СВЯЗУЮЩЕГО
2.1. Введение
2.2. Основные сведения о моделировании сред с полями дефектов
2.2.1. Бездефектные среды
2.2.2. О кинематических соотношениях сред с полями дефектов
2.3. Алгоритм построения вариационных моделей сред
2.4. Модель среды с сохраняющимися дислокациями
2.4.1. О плотности энергии деформации на поверхности
2.4.2. Частные модели сред с полями дислокаций (повреждений)
2. 5. Сведения о теории пористых сред
2.5.1. Идентификация модулей упругости модели сред с порами
2.5.2. Об одной модели деградации пористых сред с интегральными характеристиками поврежденности
2.6. Прикладная модель поврежденности для пористых сред
2.6.1.Постановка задачи
2.6.2. Общие алгоритмы моделирования поврежденности
2.6.3. Приближенная модель деградации
2.6.3.1. Модели деградации при плоской постановке
2.7. Описание нелинейного поведение материалов из-за
поврежденности с помощью инкрементального подхода
2.8 Заключение
ГЛАВА. 3 ОЦЕНКА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ПРИ МЕЖСЛОЙНОМ

РАЗРУШЕНИИ СЛОИСТЫХ композитов
3 Л. Вводные замечания
3.2. Применение Г-интеграла для анализа межслойных трещин сдвига
в слоистом композите
3.3. Трещина скольжения в составной полосе нагруженной
растягивающими усилиями
3.4. Г-интеграл как характеристика механики разрушения пи описании
межслойных трещин сдвига
3.5. Заключение
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПОВРЕЖДЕННОСТИ (ПОРИСТОСТИ) НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕЩИН РАССЛАИВАНИЯ В ПЛОСКИХ КОМПОЗИТНЫХ СТРУКТУРАХ
4.1. Введение
4.2. Основные расчетные соотношения
4.3. Сравнительная оценка трещиностойкости различных структур
4.3.1. Трещины в продольно-поперечной структуре
4.3.2. Регулярные структуры
4.3.3. Базовые четырехслойные структуры
4.3.4. Влияние сложного напряженного состояния (двухосное
растяжение-сжатие и сдвиг)
4.3.5. Учет поврежденности для четырехслойной структуры при
сложном нагружении
4.4. Влияние поврежденности на предельные характеристики
4.4.1 Влияние поврежденности на коэффициент вязкости
напряжений
4.4.2. Оценка несущей способности композитного конструкционного материала и композитной конструкции при росте
поврежденности
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время композиционные материалы успешно применяются
в силовых конструкциях. Их свойства постоянно улучшаются и
совершенствуются, что требует непрерывного совершенствования расчетных
методов и изучения поведения материалов в разных условиях нагружения
для повышения его трещиностойкости, долговечности и надежности в
условиях эксплуатации. Всестороннее изучение свойств и поведения
многослойных композитов в конструкциях разного назначения приводит к
все более широкому применению их в различных областях машиностроения.
Интерес к использованию волокнистых композитов в изделиях современной
техники связан с такими свойствами этих материалов, как высокая удельная
прочность и жесткость, звуко и теплоизоляционные свойства,
демпфирующие и вибропоглощающие характеристики и другие свойства.
Основными элементами силовых конструкций являются тонкостенные
изделия в виде стержней, пластин, подкрепленных панелей и оболочек
являются объектами теоретических и экспериментальных исследований.
Успешное применение, в последнее время, волокнистых многослойных
материалов требует постоянного совершенствования методов
проектирования и расчета, учитывающих новые свойства композитов и их
поведение при эксплуатации. Необходимо указать на многообразие форм
разрушения волокнистых полимерных материалов, основными из которых
являются разрыв волокон, разрушение связующего в слое, расслоение
многослойной структуры. В процессе эксплуатации композиционных
материалов, как правило, наблюдается падение их основных механических
свойств, а именно их жесткости и прочности. Снижение жесткости и
прочности зависит от целого ряда процессов разрушения, протекающих в
полимерных композиционных материалах. Механизм разрушения
композитов зависит от множества параметров: свойств волокон и матрицы,
схемы укладки слоев, особенностей отверждения, температуры, содержания

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕННОСТИ И СВЯЗУЮЩЕГО
2.1. Введение
В разделе развивается модель накопления повреждений, которая позволила бы построить соотношения, описывающие эффекты деградации свойств материала из-за рассеянных повреждений типа пор. Такого рода дефекты характерны для эпоксидных матриц и связаны с несовершенством технологических процессов и недостаточной дегазацией матриц. Будет проведен алгоритм, который позволит установить приближенные зависимости характеристик материалов от наличия внутренних дефектов (пор). В общем случае алгоритм позволяет определить и зависимость свойств от вида напряженного состояния, т.е. учесть эффекты накопления повреждений.
Для решения этих задач в работе предлагается использовать градиентную модель сред с сохраняющимися дефектами- дислокациями, развитую в работах [47-50]. Это представляется вполне оправданным ибо, вариационная модель среды с сохраняющимися дислокациями решается связанная проблема моделирования процессов деформации тел с учетом эволюции полей дефектов. При этом показано, что в рамках модели естественным образом определяются эффективные упругие характеристики тела с полями повреждений, устанавливается, что эти эффективные характеристики уменьшаются из-за поврежденности.
В связи со сказанным, представляется целесообразным привести в рааботе основные положения моделей сред с сохраняющимися дефектами. Кроме того, особое внимание будет уделяться частному виду дислокаций, связанных с образованием пористой дефектности.