Глава 7. Прочностное проектирование композитов

Таблица 7.4

Сопоставление параметров Вейбулла, установленных для прочности при растяжении слоистых плит, состоящих из углеродного волокна и эпоксидной смолы

Особенности расположения слоев	Параметр формы а	Параметр положения 6. кгс/мм^1	Начальное разрушение	Температура
0 0/90 0/±45 0/± 45/90 0/ ±45/90 Имеется отвер- стие Имеется паз 90	10,11 10,91 10,8 11,46 11,5 10,8 7,54	151,8 76,5 66,9 49,4 39,2 39,8 5,3	Волокно » » Матрица	Комнатная » » » » > »

73. ПРОЧНОСТЬ СЛОИСТЫХ ПЛАСТИН

217

При проектировании необходимо знать распределение прочностных характеристик и коэффициент безопасности, который рассматривается как заданная вероятность разруше- ния. Принимая во внимание разброс, можно представить предельное напряжение в виде

aiimlt = О mean — Ко. (7.22)

Таким образом, под предельным напряжением следует пони- мать разность среднего предела прочности и произведения стандартного отклонения о на односторонний толерантный множитель К. Такой подход позволяет обеспечить лучшую прочность, чем использование в качестве предельного напря- жения среднего значения. Величина К зависит от сочетания материалов и надежности. В каждом конкретном случае не- обходимо определять значение этой величины [7.20].

7.5. ПРОЧНОСТЬ СЛОИСТЫХ ПЛАСТИН

При рассмотрении прочности слоистой пластины положим, что слои являются однородными и ортотропными и что для каждого слоя подходит закон разрушения ортотропиых пла- стин. Разрушение начинается с наиболее слабого слоя. После разрушения слой уже не может нести нагрузку, что приводит к изменению распределения напряжений. Таким образом, разрушение постепенно прогрессирует до наступления пол- ного разрушения.

Схематически процесс разрушения можно представить в виде, показанном на рис. 7.16. Чтобы использовать условие прочности последовательно для каждого слоя, необходимо определить составляющие напряжений для каждого слоя. При помощи составляющих в основном направлении можно получить условие прочности. Составляющие напряжений, относящиеся к каждому слою, следует преобразовать в со- ставляющие, соответствующие основному направлению, и определить для каждого слоя средние напряжения, при которых имеет место текучесть. Если известен слой или несколько слоев, находящихся в состоянии текучести, необ- ходимо исключить эти слои из рассмотрения и рассчитать перераспределение напряжений. Этот алгоритм нужно после- довательно использовать до тех пор, пока не наступит теку- честь всех слоев. Выражению, содержащему показатель нагрузки L, соответствуют значения X, У, S, входящие в урав- нение (5.10).

На рис. 7.17,о покачан процесс разрушения трехслойной ортотропной пластины, состоящей из трех одиночных пла- стин, армированных в одном направлении непрерывным

218