Механика композитных материалов 2 1979

			Для эпоксиноволачной смо­
			лы изучено семейство темпера­
			турных зависимостей тангенса
			угла	механических потерь				для
			смол с различной полнотой от­
			верждения (рис. 2). Полноту
			отверждения			смолы	регулиро­
			вали	путем		изменения коли­
			чества отвердителя				и времени
			выдержки при температуре от­
			верждения, а оценивали по ме­
			тоду экстракции и по темпера­
			туре стеклования.
			На основе эксперименталь­
			ных	результатов, представлен­
	Рис. 2. Температурная зависимость тангенса механических		ных на рис. 2, можно построить
			семейство		изотермических			ки­
	потерь для смолы УП-643, отвержденной МЭА до различ­
	ных степеней превращения: • — 0;	^ — 35%; Т — 50%;	нетических		зависимостей,			так
	О — 60%; V — 80%; Д	— 99%.	как известно, что степень от­
			верждения		и	время	отвержде­
			ния	взаимосвязаны			(рис.	3).

Сопоставление изотерм рис. 1, изотерм, полученных авторами1, с эксперименталь­ ными результатами рисунков 2 и 3 показывает, что отклонения от монотонного харак­ тера изменения изотермических кинетических зависимостей наблюдается в той области степеней отверждения (в той области времен отверждения), которые соответствуют об­ ластям перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое и более высокотем­ пературному переходу на температурных зависимостях тангенса потерь. При этом наи­ более выраженный пик на изотермических кинетических зависимостях локализован в области значений полноты отверждения около 60—70%. При более высоких значениях степени отверждения на ряде изотерм наблюдается рост потерь с увеличением степени отверждения. Монотонная зависимость тангенса потерь от степени отверждения наблю­ дается в случае УП-643 лишь начиная с достаточно высоких степеней отверждения.

Объяснение отмеченного экспериментального факта легко провести исходя из пред­ положения о справедливости гипотезы Душека4 о механизме отверждения олигомеров. Максимумы на изотермических кинетических зависимостях должны иметь место в том случае, когда в системе образуются дисперсные частицы при полноте отверждения вблизи 50—60%, что и наблюдается в эксперименте. Подъем тангенса потерь выше зна­ чений степени отверждения 80% соответствует, по-видимому, гомогенизации системы за счет взаимодействия дисперсных частиц. Отсутствие пиков на изотермах 160 и 180° С говорит о том, что в этом случае при отверждении не происходит гетерофазного расслое­ ния, т. е. гетерофазное расслоение в от­ верждающемся образце имеет место лишь при достаточно низких температурах от­ верждения.

Максимумы потерь на семействе темпе­ ратурных зависимостей тангенса потерь при некоторой полноте отверждения расщепля­ ются. Объяснить это можно, на наш взгляд, существованием межфазной прослойки в гетерогенной системе. Первые пики на тем­ пературных зависимостях тангенса потерь тогда должны быть связаны с превраще­ ниями в межфазном слое.

Таким образом, полученные экспери­ ментальные результаты подтверждают су­ ществование пиков на изотермических ки­ нетических зависимостях отверждения смол.

Рис. 3. Кинетические изотермические зависи­

мости для смолы УП-643 для температур: ■н — 20; ▼ — 60; V — 80; □ — 140; Д — 160;

•— 180° С.

2 4 — 3 3 5 1

3 6 9

Они указывают на связь этих пиков с температурой отверждения и полнотой отвержде­ ния. Наиболее выраженные максимумы кинетических зависимостей локализованы вблизи значений полноты отверждения 60—70% и наблюдаются на изотермах кинетических за­ висимостей лишь при достаточно низких температурах отверждения. Наличие экстрему­ мов на изотермических кинетических зависимостях увязывается с гипотезой Душека о механизме отверждения смол.

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.Комаров Б. Н., Пей, Л. Б. Механические и диэлектрические потери в системе, пре­

терпевающей химические изменения. — Механика	полимеров, 1977, № 1,	с. 167—168.
2. Волкова А. ВГр а нк о в А. Г., Шилов А. Е.,	Повалишникова А. С.,	Чернин И. 3.
Ультразвуковой метод контроля отверждения клеев. — Пласт, массы,		1976, № 3,

с.30—31.

3.Перепечко И. И. Акустические методы исследования полимеров. М., 1973. 295 с.

4.Dusek К Inhomogeneities induced by crosslinking in the course of crosslinking copolymerization. — Amer. Chem. Soc. Polymer. Prepr., 1970, vol. 11, N 2, p. 536—540.

Владимирский государственный	Поступило в редакцию 21.03.78
педагогический институт им. П. И. Лебедева	Механика композитных	материалов,
	1979, № 2,	с. 368—370.

МЕХАНИКА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, 1979, № 2, с. 371

НОВЫЕ КНИГИ

РЕЦЕНЗИИ. АННОТАЦИИ

В. Е. Гуль. Структура и прочность полимеров. Изд. 3-е, перераб., доп. М., 1978. 328 с.

Монография «Структура и прочность по­ лимеров», написанная одним из ведущих специалистов в области разрушения поли­ мерных материалов В. Е. Гулем (первое издание книги вышло в 1964 г.), явилось первым в мире крупным исследованием взаимосвязи между структурой и проч­ ностью полимеров и материалов на их ос­ нове. В предисловии к первому изданию академик В. А. Каргин писал: «Отсутствие до настоящего времени монографии, по­ священной прочности полимеров, является удивительным и печальным фактом. По­ этому книга В. Е. Гуля, как первая по­ пытка такого рода, заслуживает присталь­ ного внимания». С тех пор литература по прочности и разрушению полимерных ма­ териалов пополнилась рядом интересных работ, но ценность и значение рецензируе­ мой книги от этого не уменьшились.

Монография В. Е. Гуля представляет собой обобщение мирового и в первую очередь отечественного опыта в области исследования структуры и прочности по­ лимеров. В книге ощущается естественное влияние оригинальных идей ее автора, ко­ торые он развивает начиная с 1951 г. Суть этих идей заключается в том, что разру­ шение полимеров рассматривается как про­ цесс разрушения связей в материале, про­ тиводействующих разделению образца на части или обеспечивающих сопротивление деформации, причем тип разрушаемых связей может быть обусловлен как силами главных химических валентностей, так и надмолекулярным взаимодействием. Эти силы преодолеваются за счет флуктуаций тепловой энергии с частотой, зависящей от температуры, при которой протекает про­ цесс разрушения. Специфика полимерных материалов сказывается в том, что в мо­ мент разрушения (за исключением хруп­ кого разрушения) материал имеет струк­ турные и релаксационные характеристики, отличные от характеристик исходного ма­ териала. Эта концепция, развитая в рабо­ тах В. Е. Гуля с сотрудниками еще в 1951 г. (Коллоидн. журн., 1951, т. 13, № 6, с. 421—431) и нашедшая в настоящее время широкое применение, выражена ко­ личественно в виде скоростной и темпера­ турной зависимостей разрушающего на­ пряжения. Прослеживается взаимосвязь научно-познавательного и практических аспектов проблемы.

Монография состоит из пяти глав. В первой главе даются основные понятия и определения; рассматриваются статисти­ ческая природа прочности и методы оценки прочности полимерных материалов.

Во второй главе исследуются различные типы разрушения полимеров — хрупкое, высокоэластическое, пластическое, а также особенности их строения, влияющие на механические свойства. Кроме того, здесь описывается также особый тип разрушения полимерных систем — адгезионное разру­ шение (в общем аспекте влияния на харак­ теристики прочности температуры и ско­ рости нагружения). Более детально влия­ ние внешних факторов, помимо скорости нагружения и температуры, — временная зависимость прочности твердых тел, воздействие агрессивных сред и излучений высокой энергии — рассмотрены в третьей главе.

Особый интерес представляет четвертая

.глава, посвященная влиянию химического строения и надмолекулярной организации на прочность полимеров. В этой главе ис­ следуется влияние степени полимеризации и ориентации, межмолекулярного взаимо­ действия, молекулярной и надмолекуляр­ ной организации, степени поперечного сши­ вания и типа полимерных связей и др.

В заключительной, пятой главе излага­ ется молекулярно-кинетическая концепция разрушения полимеров, наиболее тесно связанная с оригинальными работами автора монографии и его сотрудников. Рас­ сматриваются возможные механизмы раз­ рушения, а также энергетические и кине­ тические его аспекты. Глава заканчивается разделом, посвященным анализу путей уве­ личения прочности полимерных материа­ лов. В монографии В. Е. Гуля вводятся не­ которые фундаментальные понятия, такие, например, как энергия, затрачиваемая на разрыв связей в элементарном акте разру­ шения, отнесенная к единице объема, в ко­ тором осуществляется этот акт. Эта характеристика, определенная эксперимен­ тально, в принципе должна играть в про­ цессе разрушения такую же роль, как удельная энергия в процессе растворения полимеров. В рецензируемой книге впер­ вые дается фундаментальное обобщение законов механического и электрического разрушения полимеров, также впервые описаны способы пространственно направ­ ленного усиления полимерных материалов.

Монография «Структура и прочность по­ лимеров», рассматривающая сложные во­ просы теории и практики разрушения по­ лимерных тел, написана просто и доступно и, несомненно, окажется полезной для ши­ рокого круга инженеров и научных работ­ ников, а также для аспирантов и студен­ тов старших курсов технологических вузов.

В. П. Тамуж

24'

С О Д Е Р Ж А Н И Е

СВОЙСТВА МАТРИЦ

Куксенко В. С., Орлов Л. Г., Фролов Д. И. Концентрационный критерий укрупне­										195
ния трещин в гетерогенных материалах					.			. . . .
Смит У. Наблюдение трехмерных геометрических эффектов при распространении										202
трещин и рекомендации по созданию структур композитных материалов
		СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА
Регель В. Р., Лексовский А. М., Поздняков О. Ф. Изучение кинетики разрушения										211
композиционных материалов					. .		....................................
Копьев И. М., Овчинский А. С., Билсагаев Н. К. Моделирование на ЭЦВМ процес­										217
сов разрушения композитов с дефектами прочности связи между компонентами
			ПРИНЦИПЫ АРМИРОВАНИЯ
Рикарде Р. Б., Тетере Г. А., Упитие 3. Т. Модели разрушения композитов с различ­										222
ной структурой		армирования .			. . .				. .
Образцов И. Ф., Васильев В. В. Оптимальная структура и прочность слоистых										228
композитов при плоском напряженном состоянии
			Ж ЕСТКО СТЬ		к о м п о з и т о в
Абрамчук С. С., Булдаков В. П. Допустимые значения коэффициентов Пуассона										235
анизотропных		материалов
			ПРОЧНОСТЬ КОМПОЗИТОВ
Болотин В. В. Стохастические модели разрушения: проверка гипотез и оценка										240
параметров					.
Чамис К. Влияние механики композитов на методы их испытаний										248
Тамуж В. П. Объемное разрушение однонаправленных композитов										260
By Э. М. Анализ разрушения композитов с учетом градиента напряжений										268
Милейко С. Т. Микро- и макротрещины в композитах								.		276
Кроссман Ф. В. Анализ разрушения слоистых композитов у свободного края . .										280
Ломакин В. А. Зависимость прочности композитных материалов от структурных										291
параметров		.			. . .		.	* .
Чоу Ш. Ч. Методы предсказания разрушения композитных материалов									.	297
Ванин Г. А. Взаимодействие трещин в волокнистых средах .								.		305
Мает П. В., Бобьен Л. А., Клиффорд М. А., Мюльвиль Д. Р., Саттон С. А., То­
мас Р. В., Тирош Дж., Волок И. Предсказание начала разрушения в композит­										313
ных материалах			.	.	.	.	.	.
Перов Б. В., Скудра А. М., Машинская Г. П„ Булаве Ф. Я. Особенности разруше­										317
ния органопластиков и их влияние на прочность .							....................................
Батьков Ю. В., Новиков С. А., Синицына Л. М., Чернов А. В. Исследование
адиабат расширения оргстекла и текстолита из ударно-сжатого состояния при										322
давлении	~ 3 0	кбар
			ПРОЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
Немировский Ю. В. Некоторые вопросы разрушения тонкостенных изгибаемых кон­										326
струкций	из армированных пластиков							.
Тарнопольский Ю. М. Расслоение сжимаемых стержней из композитов .										331
				БИОКОМПОЗИТЫ
Кнетс И. В. Разрушение компактной костной ткани										338
		ДИАГНОСТИКА ЖЕСТКОСТИ И ПРОЧНОСТИ
Латишенко В. А., Матис И. Г			Методы и средства изучения повреждаемости компо­
зитных	материалов									3 4 4

372

КРА ТК И Е СО О БЩ ЕН И Я
Коварский А. Л., Сапрыгин В. Н.,	Рапопорт Н. Я. Диагностика			микротрещин	351
в ориентированном полипропилене методом парамагнитного зонда . . .
Моров В. А., Черский И. Н., Козырев Ю. П. Описание нелинейной ползучести фто­
ропластов для решения инженерных задач .			.	.	3 5 4
Суворова Ю. В., Финогенов Г. Н„ Муралис И. И. Методика расчета релаксации
напряжений пластмасс по кривым ползучести		v	.	. . . .	3 5 7
Елсуфьев С. А. К методике определения времени разрушения тонкостенных труб
из полимерных материалов	.	.		.	3 5 9
Ганов Э. В., Догадин А. В. Напряженное состояние клеевого соединения цилиндри­
ческой оболочки из стеклопластика с крышкой		.	...........................................362
Барч Х.-И., Эккерман П. К вопросу о моделировании механизма сокращения					365
сердца .		,
Волкова А. В. О результатах экспериментального исследования механических по­					368
терь в системах, претерпевающих химические изменения
	н о в ы е к н и г и
Тамуж В. П. В. Е. Гуль. Структура и прочность полимеров .					371

C O N T E N T S

PROPERTIES OF MATRIX

Kuksenko V. S., Orlov L. G., Frolov D. /. Concentration criterion									for microcrack
enlargement		in	heterogeneous		materials			. . .		. 1 9 5
Smith C. W. Observations of three dimensional geometric effects in crack growth
and	implications for composite				material		structures			2 0 2
				PROPERTIES		OF INTERFACE
Regel V. R.j Leksovskij A. M., Pozdnjakov						0. F. Investigation of fracture				kinetics
of	composite		materials				. .	. . .	.	2 1 1
Kopjev I. M., Ovchinskij A. S., Bilsagaev N. K. Computer simulation of composite
fracture process with bonding					strength		defects	between components		217
			PRINCIPLES OF				REINFORCEMENT
Rikards R. B., Teters G. A., Upitis Z. T. Fracture models of composites with diffe­
rent fiber orientation .				.	.			. . . .		2 2 2
Obrazcov I. F., Vasiljev V. V. Optimum design and								strength of layered thin com­
posites										228
				STIFFNESS OF COMPOSITES
Abramchuck S. S.,			Buldakov	V. P. Allowed			values	of the poisson’s	ratios for the
anisotropic		materials								235
				STRENGTH OF			COMPOSITES

Bolotin V. V. Stochastic models of	fracture: verification of hypotheses and para­
meters’ estimation .	. . . . .

Chamis С. C. Impetus of composite mechanics on test methods for fiber composites

Tamuzh V. P. Dispersed fracture of unidirectional composites
Wu E. M. Failure analysis of composites			with stress		gradients	. . . .
Mileiko S. T. Microand macrocracks		in	composites		.
Crossman F. W. Analysis of free edge		induced failure of composite					laminates .
Lomakin V. A. Dependance of composite material strength						upon	the structural
parameters . .	. . .		.	•	•	•	•
Chou S. C. Methods for predicting failure			behavior of composite materials
Vanin G. A. Interaction	of cracks on	fibrous media

240

248

260

268

276

280

291

297

305

373

Mast P. W.j Beaubien L. A., Clifford M. A., Mulville			D. R., Sutton S. A., Tho­
mas R. W., Tirosh J., Wolock I. Prediction of fracture initiation in composite						313
structures .	............................	. . .	. . .	.	.
Perov В. V., Skudra A. M., Mashinskaja		G. P., Bulavs	F. Ja. Failure features of			317
organic fiber-reinforced plastics and their effect on			strength	.
Baikov Ju. V., Novikov	S. A., Sinicina L. M., Chernov		A. V. Investigation of the
adiabatic expension of polymethylmetacrylate and textolite from shock-pressed						322
state with pressure	of 30 l^bar.

STRENGTH OF CONSTRUCTIONS

Nemirovskif Ju. V. Some problems of fracture of thim-walled flexural fiber-rein-

forced structures . . .

. .

326

Tarnopolskij Yu. M. Delamination of composite bars in compression

331

BIOCOMPOSITES

Knets

/. V. Fracture of compact bone tissue

338

DIAGNOSTICS OF STIFFNESS AND STRENGTH

Latishenko V. A., Matis I. G. Methods and

means for

study of

the damageability

of

composite

materials

344

BRIEF COMMUNICATIONS

Kovarskij A. L., Saprygin V. N., Rapoport N. Ja. Diagnostics of microcrack

in

oriented polypropylene

by

spin probe technique . .

.

creep

351

Morov

V. A.,

Cherskij

I.

N..

Kozyrev Ju.

P.

Description of

monlinear

in

fluoroplastics for the solution of engineering problems

.

.

.

354

Suvorova Ju. V., Finogenov G. N., Muralis I. I. Method of

definition

of

stress

relaxation

of

plastics

from its creep .

.

.

.

357

Elsufjev S. A. On the method of determination of the rupture

time for polymer

thin-walled tubes . . .

. . . .

joint of

.

.

.

359

Ganow Ё. V., Dogadin A. V. Stress state of

the

glued

the cylindrical fiber­

glass plastic

shell

with

a cap .

of

. .

mechanism .

362

Bartsch H.-J., Eckermann P. On simulation

heart

systole

365

Volkova A. V.

About the results of experimental

research of

mechanical

losses

in

a

system

subjected

to chemical changes

368

NEW BOOKS

Taniuzh V. P. V. E. Gul. Structure and properties of polymers

371

УДК 539.219:539.4:678

Концентрационный критерий укрупнения трещин в гетерогенных материалах. Куксенко В. С., Орлов Л. Г., Фролов Д. И. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 195—201.

Методами рентгеновской дифракции под малыми углами, рассеяния света и акустиче­ ской эмиссии изучено зарождение и развитие микротрещин в полимерных и других гете­ рогенных по строению материалах. Показаны стабильность зародышевых микротрещин в нагруженных материалах и переход в макроразрушение при достижении критической концентрации трещин в объеме нагруженного образца. Исследовано укрупнение микро­ трещин в предразрывном состоянии. Проведен статистический анализ укрупнения тре­ щин при достижении определенных концентраций стабильных микротрещин. Концентра­ ционный критерий укрупнения трещин подтвержден для неполимерных материалов гете­ рогенного строения, в том числе композитных материалов. Сформулированы основные принципы микромеханики разрушения гетерогенных материалов и прогнозирования их макроскопического разрушения. Ил. 9. библиогр. 7 назв.

УДК 539.219:539.4:678

Наблюдение трехмерных геометрических эффектов при распространении трещин и ре­ комендации по созданию структур композитных материалов. Смит У. Механика компо­ зитных материалов, 1979, № 2, с. 202—210.

Дан обзор примененных экспериментальных методов для измерения распределения коэф­ фициента интенсивности напряжений и геометрических показателей отверстий в фотоупругой модели, имеющей трещины, и рассмотрены данные, полученные при использова­ нии. этих методов по отношению к трехмерному телу с трещинами, представляющему интерес с точки зрения современной технологии. Приведены рекомендации, разработан­ ные на основе этих данных и связанные с использованием механики разрушения в много­ фазных (композитных) материалах. Ил. 9, библиогр. 40 назв.

УДК 539.219:539.4:678.5.06

Изучение кинетики разрушения композиционных материалов. Регель В. Р., Лексовский А. М., Поздняков О. Ф. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 211—216. Изучено влияние границы раздела между компонентами композита на его механические свойства. В модельной полимерной композиции под нагрузкой методом малоугловой рентгеновской дифракции прослежена кинетика накопления субмикроскопических тре­ щин между матрицей и армирующими волокнами. Обсуждается роль процесса расслое­ ния в разрушении композитов. С помощью метода масс-спектрометрии исследовано тон­ кое строение переходной области между компонентами. Обнаружено взаимодействие на границе раздела металл—полимер, что выражается в изменении энергии активации тер­ модеструкции приграничных полимерных слоев толщиной 10—100 А. Ил. 6, библиогр. 8 назв.

УДК 539.219:539.4:678.5.06

Моделирование на ЭЦВМ процессов разрушения композитов с дефектами прочности связи между компонентами. Копьев И. М., Овчинский А. С., Билсагаев Н. К. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 217—221.

Моделирование процессов разрушения композитов на ЭЦВМ позволило выделить кон­ кретные механизмы и исследовать их взаимодействие. Разрушение отдельных волокон может вызывать разрушение соседних и привести к частичному отслоению разрушенного волокна от матрицы. Путем моделирования этих процессов прослеживается накопление повреждений, развитие трещин как в направлении армирования, так и в поперечном на­ правлении, а также выявляется переход от этапа накопления повреждений к полному разрушению материала. Обширная информация, получаемая в результате моделирова­ ния, позволяет прогнозировать прочностные характеристики композитов на основании данных о свойствах компонентов, характере их связи в композиции и ее структуре. Ил. 4, библиогр. 4 назв.

УДК 539.219:539.4:678.5.06

Модели разрушения композитов с различной структурой армирования. Рикарде Р. Б., Тетере Г. А., Упитис 3. Т. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 222—227. При оптимальном проектировании конструкций из композитных материалов возникает необходимость установить прочность материала как функцию от параметров, характери­ зующих структуру армирования материала. Такими варьируемыми параметрами струк­ туры являются углы, интенсивности армирования, объемное содержание волокон, соот­ ношение волокон различных семейств и т. п. Анализируются результаты экспериментов по разрушению слоистых композитов с различной структурой при сложном напряженном состоянии. Предложена модель разрушения композитов, основанная на микромеханическом анализе начала разрушения компонентов композита и проведено сравнение с дан­ ными механолюминесценции при растяжении стеклопластика. Ил. 10, библиогр. 7 назв.

УДК 539.4:539.22:678.5.06

Оптимальная структура и прочность слоистых композитов при плоском напряженном состоянии. Образцов И. Ф., Васильев В. В. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 228—234.

Рассматриваются волокнистые структуры, обладающие максимальной сопротивляемостью по отношению к нарушению монолитности или несущей способности композита при пло­

3 7 5

ском напряженном состоянии. В предположении о том, что сплошность и несущая спо­ собность материала определяются некоторым феноменологическим критерием, сформули­ рована вариационная задача, предусматривающая определение оптимальных в отмечен­ ном выше смысле структурных параметров композита, т. е. углов армирования и толщин всех слоев. Ввиду того, что общее решение системы нелинейных вариационных уравнений построить не удалось, предварительно рассмотрена частная задача об отыскании угла армирования слоя, обеспечивающего его максимальную несущую способность. Получен­ ные в частном случае результаты позволили найти некоторые решения общей системы полуобратным методом и выявить два класса оптимальных структур: двухслойные мате­ риалы, ортогонально-армированные вдоль траекторий главных напряжений и равнона­ пряженные системы, образованные из произвольного числа слоев. Показано, что для материалов первого типа физические соотношения могут быть записаны в форме, анало­ гичной закону Гука для изотропного тела. Это позволяет оптимизировать широкий класс тонкостенных конструкций, располагая волокна вдоль траекторий главных напряжений в аналогичных элементах, выполненных из некоторого условного изотропного мате­ риала. Для материалов второго типа получены условия, обеспечивающие максимальную несущую способность для ограниченного класса плоских напряженных состояний. В качестве приложения рассматривается задача о форме поверхности и структуре компо­ зита, обеспечивающих максимальную несущую способность оболочки вращения, нагру­ женной равномерным внутренним давлением. Ил. 2, библиогр. 6 назв.

УДК 539.32:678.5.06

Допустимые значения коэффициентов Пуассона анизотропных материалов. Абрам­ чук С. С., Булдаков В. П. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 235—239. Йз условия положительной определенности упругого потенциала с помощью геометриче­ ских представлений исследована область допустимых значений обобщенных коэффи­ циентов Пуассона (коэффициентов Пуассона, Ченцова и Рабиновича) для упругих ани­ зотропных материалов в произвольной декартовой системе координат. Исследованы огра­ ничения, накладываемые на эту область условием положительности коэффициента объ­ емного сжатия и показано, что оно является следствием первого условия. Получены стро­ гие неравенства для линейных сумм обобщенных коэффициентов Пуассона. Ил. 1, библиогр. 8 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Стохастические модели разрушения: проверка гипотез и оценка параметров. Боло­ тин В. В. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 240—247.

Рассматриваются подходы к оценке гипотез, касающихся стохастических моделей разру­ шения и параметров модели. Обсуждаются затруднения при статистическом изучении явлений разрушения, включая частичную невоспроизводимость экспериментальных ре­ зультатов и ограниченную применимость закона больших чисел. Изучаются способы пре­ одоления упомянутых затруднений, особенно в применении к композитам и полимерным материалам. Ил. 5, библиогр. 5 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Влияние механики композитов на методы их испытаний. Чамис К. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 248—259.

Показано влияние механики композитов на методы испытаний. Соответствующие при­ меры относятся к выбооу матрицы для высокопрочного композита, к испытаниям на растяжение под углом 10° к оси симметрии, проектированию гибридных композитов и использованию понятия «редуцированные изгибные жесткости». По приведенным урав­ нениям механики композитов, которые поясняются табличными или графическими дан­ ными, можно судить о вкладе ее в развитие методов исследований. Табл. 3, ил. 12, библиогр. 14 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Объемное разрушение однонаправленных композитов. Тамуж В. П. Механика компо­ зитных материалов, 1979, № 2, с. 260—267.

Дан краткий обзор работ по дисперсному разрушению гетерогенных материалов. Пред­ ложен метод расчета процесса разрушения однонаправленного волокнистого композита под постоянной растягивающей нагрузкой по известному распределению долговечности структурных элементов композита размером критической длины. Вероятность увеличения дефекта вычисляется с учетом приближений истории нагружения элементов в зоне кон­ центрации напряжений. Приводится численный пример расчета кинетики разрушения. Табл. 2, ил. 4, библиогр. 16 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Анализ разрушения композитов с учетом гоадиента напряжений. By Э. М. Механика ком­ позитных материалов, 1979, № 2, с. 268—275.

Практическое использование композитов требует анализа их прочности с учетом гра­ диента напряжений при трещинах, вырезах и сосредоточенных силах. Традиционные методы механики сплошных сред не могут полностью учесть влияние градиентов напря­ жений и локальную неоднородность композита. В целях анализа эффекта градиента на­ пряжений развивается статистическая теория прочности, отражающая явным образом неоднородность прочности композита. Предложенный метод является удобным для ана­ лиза разрушения композитов при объемном напряженном состоянии без использования усредненных параметров. Ил. 6, библиогр. 6 назв.

377

УДК 539.4:678.5.06

Микро- и макротрещины в композитах. Милейко С. Т. Механика композитных материа­ лов, 1979, № 2, с. 276 -279.

Рассмотрены возможные механизмы разрушения композитов типа хрупкое волокно— металлическая матрица и металл—металл. Показана возможность вычисления прочности таких композитов по характеристикам компонентов и структуры композитов. Сопротив­ ление макротрещине композита металл—металл может быть также вычислено, а меха­ низм распространения макротрещины в композите хрупкое волокно—металл может быть качественно объяснен. Обсуждаются особенности поведения усталостной трещины на неидеальной границе раздела слоев. Ил. 9, библиогр. 9 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Анализ разрушения слоистых композитов у свободного края. Кроссман Ф. В. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 280—290.

Испытано на растяжение восемь квазиизотропных пластин с различной последователь­ ностью укладки (0/±45/90)а, которые были изготовлены на основе ткани HMF330C и ровницы из графитовых волокон Т300 на эпоксидном связующем. В зависимости от по­ следовательности укладки слоев была получена прочность на растяжение, которая из­ менялась в диапазоне от 4200 до 6300 кгс/см2. С помощью датчиков деформации было определено среднее по толщине укладки значение коэффициента Пуассона vxz (0,85 до

— 0,30). Отрицательные значения последнего указывают на расширение по толщине плас­ тины, сопутствующее ее растяжению параллельно оси х. Разрушение образцов расслое­ нием преобладало при укладках, где были близкие к нулю или отрицательные значения v xz. Обнаружено, что пластины, изготовленные из углепластика на основе ткани, менее склонны к расслоению под действием растягивающей нагрузки. С использованием микрошлифов определена последовательность разрушения в зависимости от деформации растяжения и укладки слоев. При помощи метода конечных элементов показано, что склонность к расслоению отдельных укладок слоистых композитов хорошо коррелирует с величиной нормального напряжения ох у свободной кромки. На основе анализа упру­ гого поведения при плоском обобщенно-деформированном состоянии определены незави­ симые вклады одноосного механического нагружения, изменения температуры и проник­ новения влаги в напряженное состояние у свободной кромки. Полученные оценки ука­ зывают на важность учета гидротермической предыстории в процессе разрушения мате­ риала под действием одноосной нагрузки. Табл. 3, ил. 12, библиогр. 16 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Зависимость прочности композитных материалов от структурных параметров. Лома­ кин В. А. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 291—296.

Рассмотрены некоторые основные вопросы, связанные с исследованием зависимости проч­ ности композитных материалов от структурных параметров с позиций механики сплош­ ной среды. На примере однонаправленного волокнистого композитного материала выяв­ лена структура общих функциональных зависимостей характеристик прочности от пара­ метров, определяющих строение, свойства и взаимодействие армирующих элементов и матрицы, и проведена определенная конкретизация общих зависимостей. Для этого же материала дан метод расчета прочности композита, приводящий к расчетным формулам, теоретически предсказывающим значения характеристик прочности по структурным пара­ метрам. Библиогр. 16 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Методы предсказания разрушения композитных материалов. Чоу Ш. Ч. Механика* компо­ зитных материалов, 1979, № 2, с. 297—304.

Описаны различные методы предсказания разрушения композитных материалов. В ос­ нову этих методов положено моделирование поведения материала и математическое моделирование. Отражены типичные случаи этих двух подходов, причем особое внима­ ние уделено методу конечных элементов, который может дополнить наше понимание разрушения композитных материалов. Ил. 9, библиогр. 22 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Взаимодействие трещин в волокнистых средах. Ванин Г. А. Механика композитных ма­ териалов, 1979, № 2, с. 305—312.

Рассматривается задача о хрупком разрушении волокнистой среды с макротрещиной при учете микротрещин в структуре материала. Изменение упругих свойств среды описыва­ ется тензорной функцией, конкретный вид которой построен для линейно-армированной среды с несовершенным контактом компонентов. Найдены приближенные соотношения между интенсивностями микро- и макронапряжений. Ил. 7, библиогр. 7 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Предсказание начала разрушения в композитных материалах. Мает П. В., Бобьен Л. А.>

Клиффорд М. А., Мюльвиль Д. Р., Саттон С. А., Томас Р. В., Тирош Дж., Волок И.

Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 313—316.

Дано описание программы для характеристики поведения разрушения композитных ма­ териалов при сложном нагружении. Она состоит из трех частей: разработки системы на­ гружения, пригодной для осуществления сложного нагружения; разработки критерия разрушения на основе исследования по разрушению материалов; демонстрации пригод­ ности этих критериев в лабораторных исследованиях конструкционных компонентов. Ил. 4, библиогр. 3 назв.

3 7 9

УДК 539.4:678.5.06

Особенности разрушения органопластиков и их влияние на прочность. Перов Б. В., Скудра А. М., Машинская Г. П., Булаве Ф. Я. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 317—321.

Основной особенностью разрушения органических волокон является их низкая проч­ ность к поперечному растяжению и продольному сдвигу. Показано, что при различных видах нагружения разрушение органопластиков всегда связано с разрушением органиче­ ских волокон. Приведены аналитические зависимости, учитывающие влияние указанного эффекта на прочность органопластика. Ил. 9, библиогр. 2 назв.

УДК 539.4:678.5.06

Исследование адиабат расширения оргстекла и текстолита из ударно-сжатого состояния при давлении ~ 3 0 кбар. Батьков Ю. В., Новиков С. А., Синицына Л. М., Чернов А. В.

Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 322—325.

С помощью манганиновых датчиков давления проведено исследование адиабат расшире­ ния текстолита и оргстекла, первоначально сжатых ударными волнами до давлений ~ 3 0 и ~ 2 5 кбар соответственно. Нагружение исследуемых веществ осуществлялось ударом алюминиевой пластины, разгоняемой скользящей детонацией слоя ВВ. Кривые расшире­ ния этих материалов не совпадают с ударными адиабатами, что можно объяснить влия­ нием прочностных свойств данных веществ при расширении. Проведена оценка сдви­ говой прочности текстолита и оргстекла за фронтом ударной волны. Табл. 1, ил. 4, библиогр. 5 назв.

УДК 629.7:539.4:678.5.06

Некоторые вопросы разрушения тонкостенных изгибаемых конструкций из армирован­ ных пластиков. Немировский Ю. В. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 326—330.

Построены упрощенные уравнения изгиба криволинейных стержней, учитывающие эф­ фекты поперечного сдвига и обжатия. На их основе сформулированы критерии началь­ ного разрушения путем отрыва, расслоения или разрушения арматуры. Дан краткий об­ зор результатов, полученных ранее автором в этом направлении. Библиогр. 14 назв.

УДК 629.7:539.4:678.5.06

Расслоение сжимаемых стержней из композитов. Тарнопольский Ю. М. Механика компо­ зитных материалов, 1979, № 2, с. 331—337.

На примере стержней с прямой и круговой осью описаны характерные виды разрушения расслоением. Для ряда задач — «размотка» под давлением и в поле центробежных сил, образование «китайского фонарика» при сжатии однонаправленных трубчатых стержней, местная потеря устойчивости — начало расслоения удалось предсказать при помощи простых моделей, учитывающих спиральное расположение витков, плохое сопротивление композитов сдвигу и поперечному отрыву. Энергетический подход использован для пред­ сказания с единых позиций усилий отслаивания обшивки при сжатии коротких металло­ композитных стержней разного профиля, изгибающей силы, вызывающей отслаивание при изгибе, наружного давления, при котором происходит расслоение колец разной структуры. Получены качественные оценки критических нагрузок, выделены определяю­ щие параметры и предложены технологические приемы для увеличения несущей способ-, ности путем исключения или уменьшения опасности расслоения. Табл. 2, ил. 6, библиогр. 19 назв.

УДК 611.08:539.4

Разрушение компактной костной ткани. Кпетс И. В. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 338—343- Характер зарождения и дальнейшего распространения трещин в компактной костной

ткани — своеобразном композитном ортотропном материале — зависит от ряда факто­ ров, особенно от вида нагрузки, ориентации ее относительно направления осей упругой симметрии материала, скорости нагружения или деформирования и конфигурации изу­ чаемых образцов. Проведенный анализ позволил заключить, что именно наличие разных структурных уровней в компактной костной ткани, т. е. ее ламеллярно-остеонное строе­ ние, как обеспечивает замедление распространения трещин в ней, так и увеличивает ее вязкое сопротивление разрушению. Исследование процесса разрушения компактной кост­ ной ткани методами акустической и фотонной эмиссии выявило, что выраженное разру­ шение, сопровождающееся интенсивным выделением акустических и фотонных импуль­ сов, наблюдается лишь на заключительном этапе нагружения. Ил. 4, библиогр. 13 назв.

УДК 620.179:678.5.06

Методы и средства изучения повреждаемости композитных материалов. Латишенко В. А., Матис И. Г. Механика композитных материалов, 1979, № 2, с. 344—350. Сообщается о разработанных в Институте механики полимеров АН Латвийской ССР методах и средствах изучения повреждаемости композитных материалов путем неразру­ шающего контроля ряда физических параметров, обусловленных их составом и струк­ турой, в частности акустических, тепловых, диэлектрических, а также путем исследова­ ния акустической эмиссии при пробном нагружении изделий и конструкций из полимер­ ных материалов. Приведены примеры, иллюстрирующие информативность упомянутых физических параметров при контроле изменения структуры композитных материалов в процессе старения, механического нагружения, при нарушении технологии и других условиях. Дана краткая техническая характеристика оригинальных измерительных при­

381