Чисельно-експериментальна процедура визначення ефективних характеристик та міцності армованого композита

Abstract

У роботі описано чисельно-експериментальне дослідження ефективних пружних характеристик та миттєвої міцності полімерного армованого композиційного матеріалу із тканою структурою армування. Воно базується на проведенні експериментів на розтягування зразків, вирізаних із композитної пластини під різними кутами до напрямків армування, із подальшою аналітичною обробкою результатів. Для уточнення отримуваних експериментальних даних була побудована скінчено-елементна розрахункова модель композиційного зразка в захватах із орієнтацією волокон під різними кутами до докладеного навантаження. Такий комплексний підхід дав змогу отримати за кімнатної та підвищеної температур технічні константи композиційного матеріалу в площині, а також визначити параметри його міцності у навантаженні у різних напрямках. Наведене дослідження розширює відомі дані про фізико-механічні властивості полімерних армованих композиційних матеріалів та дає змогу оцінити особливості їхньої анізотропії, викликані спрямованого структурою армування композиту.

The paper presents a numerical-experimental study of effective elastic characteristic and instantaneous strength of polymer reinforced composite material with fabric reinforcement structure. It is based on a series of experiments on stretching of samples, cut from a composite plate at different angles to reinforcement directions, and further analytical processing of the results. In order to clarify the received experimental data, a finite-element computational model of the composite sample in grips with fiber orientation at different angles to the applied load was constructed. Such a comprehensive approach allowed to obtain in-plane technical constants of composite material at room and elevated temperatures, as well as to determine parameters of its strength when loading in different directions. The above study expands the known data on physical and mechanical properties of polymer reinforced composite materials and enables evaluating the features of their anisotropy caused by a directed reinforcement structure of the composite.