СЖАТИЕ

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 
Рис. 8.8. Зависимость длины волны деформации от диаметра волокна:
d - длина волны; диаметр волокна
Потерю упругой устойчивости ВКМ можно рассматривать как причину разрушения композиции, армированной волокнами. Количественная оценка подобного разрушения обусловлена утратой упругой устойчивости многими волокнами, находящимися в однородной матрице. Розен предполагает два механизма разрушения ВКМ при сжатии.
Во-первых, соседние волокна.
могут деформироваться в противоположных направлениях. В этом случае разрушение приходится по так называемой моде «растяжения». Свое название мода «растяжения» этот вид разрушения получил потому, что основной формой деформации матрицы является растяжение перпендикулярно направлению укладки волокон. Эта модель предпола-
гает, что волокна жестче матрицы и что деформациями сдвига в волокнах можно пренебречь по сравнению с деформациями подобного рода в матрице (рис. 8.9). Такой вид разрушения связан с относительной объемной долей волокна.
При достаточно малой объемной доли волокон разрушение происходит по моде «растяжения» при минимальных напряжениях и описывается следующей формулой:
Рис. 8.9. Характер деформации волокна при сжатии (1-й механизм разрушения)
Рис. 8.10. Характер деформации волокон при сжатии (2-й механизм разрушения)
где V
B
, Е
в
и £
м
- объем и модули волокна и матрицы соответственно.
где G
M
- модуль сдвига.
Модель сжатия свидетельствует о том, что сопротивление матрицы сдвигу является самой важной характеристикой, от которой больше всего зависит предел прочности композиции при сжатии. Использование матриц с высоким значением модуля сдвига, сравнимым с модулем Юнга волокна, может привести к созданию композиций, обладающих высоким модулем и высоким пределом прочности при сжатии.
Второй механизм разрушения сводится к тому, что смежные волокна деформируется с одинаковой длиной волны в одной и той же фазе, так что матричный материал между смежными волокнами претерпевает преимущественно сдвиговую деформацию (рис. 8.10). Обусловленное подобной деформацией разрушение называют «сдвиговой» модой.
В случае большей объемной доли армирующих волокон преобладает разрушение вследствие сдвига, и максимально реализуется прочность материала матрицы. В этом случае прочность на сжатие ВКМ находят по формуле: