Изучение кинетики разрушения композитов на основе различных полимерных матриц тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА. «ИЗШКГЕШЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им.А.Ф.ИОда

На правах рукописи УДК 539.4:620.179.16

ГУБАНОВА Галина Николаевна

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ РАЗРУШЕНИЯ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОЗВ РАЗЛИЧНЫХ П0.т5Е?НЫХ ШТРИЦ

(специальность 0I.C4.07 - физика твердого тела)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандвдата физико-математических наук

Ленинград 1^91

Работа выполнена в Ордена Ленина физико-техническом институте им.А.СБ.Иоффе АН СССР.

Научный руководитель: Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ьедущая организация -

доктор физико-математических наук, профессор А.М.ЛЕНСОВСКИй.

доктор технических наук Г.Б.МУРАВИН.

доктор физико-математических наук, профессор В.С.КУКСЕНКО,

доктор физико-математических наук - Б.М.ГИНЗБУРГ.

ВНИИ химических волокон и композиционных м териалов.

Защита диссертации состоится " » _ я " (/)" часов на заседании специализированного совета К 003.¡23.02 при Физико-техническом институте им.А.Ф.Иоффе ЛЯ СССР по адресу: 194021, Ленинград, К-21, Политехническая ул.. д.26.

С диссертацией можно ознакомиться б научной библиотеке института.

Автореферат разослан "_АГ" 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета К 003.23.02 кандидат физико-математических наук

С. И.БАХОЛДЯН

, ' ; ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

-- Актуальность теми. Волокнистые композиционные материалы (ВКМ) относятся к классу современных конструкционных материалов и в настоящее время находят применение практически во всех областях техники. Широкий спектр применения ВКМ обуславливается большим разнообразием связукшх, используемых для их изготовления, среди которых необходимо выделить группу полимерных связующих, к достоинствам которых относятся высокая технологичность я сравнительная простота вариации физико-механических свойств.

Задача управления свойствами ВКМ диктует необходимость исследования закономерностей процесса деформирования, особенно на этапа формирования предраэрывного состояния, с привлечением современных троретических подходов к проблема разрушения и с использованием современных физических методов эксперимента.

К числу современных нгучных направлений следует отнести представпення о решающей роли эке/.'О-дассипативних процессов в материале при формировании макроразрушения и активно развиваемые в последнее время в фианке твердого тела псэдотня-ления о том, что деформирование и разрушение определяются коллективной динамикой ансамбля дефектов, располокекних на различных масштабных уровнях.

В качества одного из наиболее информативных методов для изучения структурных перестроек в ВКМ пол нагрузкой • с учетом многоуровневости процессов разрушения несомненно следует отнести метод акустической эмиссии, эффективность применения которого в этом плане была ранее показана при исследовании деформирования и разрушения металлов и аморфных металлических стекол.

Т.о., исследование закономерностей фор^-рования предраз-рывного состояния в ВКМ с привлечением представлений о многоуровневости этого процесса представляет < эшлчу, актунль-ну» как э практическом, так и в научном плане.

Цоль работы состояла в изучении закономерностей деформирования ¡1 разрушения углепластиков с различными вяэкоупругими свойствами связующих с привлечением представлений о многоуров-невости и млсгомасштабности деформационных процессов,

В задачу работы «ходило выявление особенностей коррелированного поведения дефектов в ВКМ под нагрузкой на различных масштабных уровнях методам!« статистического и спектрального анализов сигналов АЭ.

Научная котпна. Впервые к исследованию процессов деформирования и разрушения ВКМ одновременно применяются метод локации сигналов АЭ и метод статистического анализа потока сигналов АЭ. Пои этом было установлнно наличие многоуровневости неупругого релаксационного тика взаимодействия между дефектами в широком диапазоне промин от Ю-^ до 10й с.

Положения, в.жосимио на заг.иту:

- временные особенности параметров АЭ, связанные со структурными перестройками прк деформации и разрушении ВКМ, определяются упруго-диссипативными свойствами связуюдего.

- в ВИЛ нагрузкой существует набор масштабно-временных уровней взаимодействия.

- микромеханика коллективна процессов и области разрыва волокна зависит ог, вязкоупругих свойств матрицы в составе ВКМ.

- макроструктурнне неоднородности, сказывающиеся в различии аффективных напряжениР в сечениях образца, влияют на процесс локализации разрушения в ВКМ.

Практическая значимость работы определяется разработкой мотодпки АЭ-анали,за кинетики накопления дефектов в целях применения его как метода неразрушающего контроля.

Апробация работыт Основные результаты работы докладывались г. обсуждались на - "I Всесоюзном симпозиуме по механике и физике разрушена композиционных материалов (Ужгород, 1988), на "III Всесоюзном семинаре по механике и технологии композитов" (Черноголовка, 1989), на Всесоюзном семинаре "Совзршенствова-нпе методики преподавания л научных работ по теоретической к

прикладной механике" (Хмельницкий, 1988), на УП Всесоюзном семинаре по композиционным материалам (Каменец-Подольский, 1989), на Всесоюзной научно-^еопетической конаюпенции "Проблемы физики прочности и пластичности" (Душанбе, 1990), на семинарах НТО им,Крылова, семинарах отдела "Физики высокопро'шогс состояниями им.А.®.Иоффе АН СССР в 1967-1990 г.р.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в сет работах, перечень которых содержится о списке литературы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения с общими выводами, содержит 99 страниц текста, 58 рисунков, 4 таблицы. Список литературы содержит 109 наименований,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТО

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель работы и способы ее выполнения, характеризуется научная и практическая ценность данного исследования и приводятся научные результаты, новизна которых защищается автором.

Первая глава посвящена обзору литературы. Рассмотрены основные модели разрушения ВКМ и построенные на их основе критерии разрушения. Особое внимание уделено объемному и дииагаческому механизмам разрушения. Приводятся экспериментальные данные, обосновывающие целесообразность введения понятия энергоемкости-способности нагрукенной системы микрообъемов различной критической прочности диссипирсвать без макрорззрушения дискретно освобовдаемую ь ходе деформационных перестроек упругую энергию. С этих позиций макроразрушение наступает при исчерпании энергоемкости материала.

Анализируются слагаемые энергоемкости. Приводятся данные, указывающие на большое значение такого канала диссипации, каким является полимерное связующее в составе ВКМ. Кгес -здение путей

- б -

управления каналами диссипации эквивалентно нахождению спо- .• собой повышения прочности волокнистого композита.

Рассматриваются теоретические представления о многоуров-невости и многостадийности процессов деформирования и разрушения твердых теп, определяемых динамикой взаимодействия дефектов. В настоящее время существует ряд работ, показывающих, что характер взаимодействия дефектов, закономерности перехода с одного масштабного уровня на другой, долины со-прэповдиться особенностями в АЭ излучении. Рассматривается нисколько способов анализа многомасштабности процессов дефор-мироваиия по данным АЭ. Однако, экспериментальные данные, освещенные в литературе, касаются только узкого класса материалов - металлов, акор^шх кристаллических стеноп.

В заключении главы формулируются основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе - приводятся сведения об объектах исследования и применяемых в работе экспериментальных методиках. Работа выполнена ня серии углепластиков на основе одного типа армирукхцзй фазы - угольной ленты "ЭЛУР -П 0.1" и разных типах полимерных связующих. Подбор связующих определялся задачей сопоставления кинетики разрушения ВКМ при высоком и низком уровнях упругих свойств матрицы в широком диапазоне изменения диссипативных свойств. Вязкоупругие характеристики связущих и углепластиков на их основе определялась методом свободно затухающи крутильных колебаний на обратном крутильном маяткгне, разработанном в 1ШС АН СССР.

Механические испытания проводились на разрывной машине 3231У-Х0 в рекиме растяжения со скоростями 0.017-0.22м,ч/мин. параллельно с записью сигналов акустической эмиссии. В данной работе использовались два типа аппаратуры для изучения АЭ при деформировании. Первая из них, разработанная в ИАЭ им. И.В.Курчатоза, использует резонансные датчики. Достоинством этой системы являются возможность локации сигналов АЭ ц простота интерпретации получен.чых экспериментальных данных. Регистрируемыми параметрами в этой системе являются амп1игу-

да, координата, длительность, общий счет и получению на их основе мультипликативные параметры - энергия и мощностг. ,Ц m линейной локации использовались два пьезонреобразователл из керамики ЦТС - 19, работающих на резонансной частоте j-p»(450^50) кГц. Параметры АЭ графически представляются либо в виде временной зависимости, либо в виде функции распределения.

Второй вид аппаратуры для регистрации АЭ предназначен для исследования сгектров сигналов и выполнен ira основе регистратора однократных сигналов типа 4S04. Частота дискрети-тизации (частота считывания текущего значения напряжения после срабатывания АДи по превышению порога по напряжению) меняется программно от 1,5 до 8 МГц. При емкости по мят и ЛИЛ, равной 1024 отсчетам, в зависимости от выбранного уровня дискретизации меняется длина реализации, что позволяет использовать данную методику для изучения но только спсягральних характеристик регистрируемых сигналов (при ьысокоА частоте дискретизации),но и для изучения статистических особенностей штока сигналов АЭ (при низком уровне дискретизации). В процессе обработки методом быстрого фурье-пресбрьлошния определяется спектр сигнала, вычисляются его средняя частота и энергия в полосе 0.01 - I МГц. Так как различные источники разрушения могут иметь спектральные особенности в разных областях указанного частотного диапазона, то предусматриваемся возмодаость вычисления энергии в пяти более узких частотны/, полосах.

В качестве дополнительных методов, позволяющих оценивать состояние матрицы в составе КМ использовались теплофззкчзс-кие методы: метод дифференциальной сканирующей калоримотрии и дилатометрии.

В третьей главе приводятся экспериментальные результаты изучения деформирования и разрушения ВКМ на оснояе различных полимерных матриц, обсуждаются результаты применения статистического анализа к потоку импульсов АЭ при деформирозишн однонаправленного ВКМ, приводятся экспериментальные дашш-з изуче-

- 8 -

ния влияния термозакалочных эффектов в ВКМ.

Иэученно множественного дробления единичного угольного волокна в блоке с эпоксидной матрицей (размер модельного композита 0.5x7x10мм) одновременно с регистрацией АЭ показало, что амплитуда сигналов зависит от упругозапасенной энергии в волокне перед его разрывом , модуля механических потерь (при неизменном модуле упругости на сдвиг), однако, средняя величина этого значения не превышает (I -2)10^мкВ,

то о

при средней энергии в импульсе порядка 10 в с. Увеличение; емплитуди сигнала АЭ (в вышеобозначенных пределах) г.ри уменьшении диссипативных свойств матрицы в модельном композите естественным образом связываемся с уже известными данными о связи.размера образуемого дефекта не только с упругими, но также к с диссипативными свойствами матриц.

В ВКМ реализуются не только одиночные разрывы волокон, но и групповые (коррелированные), которые приобретает особенно вакное значение на этапе формирования очага разрушения»

Величину коррелированных разрывов, вызванных процессами, протекающими с околозвуковыми скоростями, можно оценить по таким параметрам АЭ,:сак энергия в импульсе, или амплитуда, исходя их соответствующих параметров для разрыва единичного волокона.

Так, эксперименталыше данные показали, что при неизменном модуле упругости не сдвиг кинетика накопления коррелированных разрывов будет определяться диссипативными свойствами матрицы, то есть модулем механических потерь С-1" (рис I ). Постоянство величины энергии в импульсе (по которой мокко судить- об усредненной величине коррелированного разрыва) для УП с высоким уровнем диссипативных свойств (матрица ЭДТ-Ю) отражает факт неизменного отношения разрывов различной кратности для практически всего времени аизни образца под нагрузкой. Причем, кратность разрывов может достигать величины 10—10^ волокон одновременно.При этом,как можно видеть из рис.1, пояЕлсгае коррелированных разрывов такого размера не приводят

а»

о й

9 о

и а.

а

т

С":О04та I £■"= О.07ГПя

К

О

5

10 Ъ.Н^Н

РисЛ. Зависимость энергии в импульсе для сигналов АЭ £ УН с I -высоким уровнем диссипативяых свойств (матрица ЗДТ—10), •■ 2 -низким уровнем диссипативных свойств (по лиимадная ют?,)

Рис.2.Зависимость мощности АЭ (кривые 1-2) локализации (кривые I'- 2') от времени.

±.НИН

и параметра

-Юг-.

к макрораурушешш. В то ке время, в XII с хрупким связующим (попиимвдкая матрица, гОД^ГПдУгакой уровень коррелирован-ности достигается перед самим разрушением, являясь, по-видимому, его причиной. Наблюдаемое возрастание энергии в импульсе в случае углепластика с низким уровнем диссипативннх свойств связующего (иолиимэдная матрица) связано с прогрессирующим ростом величины динамической трещины, развивающейся с околозвуковыми скоростями. С другой стороны; отличие в характере накопления динамических трещин отражает различную для данных УП скорость исчерпания энергоемкости системы, что подтверждается отличием для различных УП зависимости от деформации мощности АЭ - Ц/ , рис.2, т.к.,согласно [I] , энергоемкость' системы в персом приближении обраткопропориио-нальна выделяемой мощности АЭ.

В общем случае, конечной причиной наступления макрораз-рущекпг. является откадь не наличие критического дефег-та, а мочерпание ¡энергоемкости системы, с выключением из работы какого-либо канала диссипации. И если мзкроразрушение в композите с низким уровнем диссипативных свойств наступает вследствие прорастания хрупкой трещины, то при высоких дис-еипдтпЕпих свойствах связующего макроразрыв, по-видимому, происходит из-за исчерпания возможности дополнительного упругого дефорш!. .ташш армирующего волокна перед динамически ! озниккгей м.:кротр8щиной £ 13 .

Влияние пязкоуяругих свойств на динамику коррелированных седыта», протекающих с околозвуковыми скоростями, подтверждаете л такие в экспериментах на УП одного типа при изменении цисслпативных свойств путем повышения температуры испытания л ум ирг. модификация пластических спзйств матрицы каучуг.-лми и ;)лаг:Т01.::;рами.

"ознпккоЕонке коррелированного разрыва путем упругих взаимодействий регистрируется как один импульс и-дальнейший '.налил здесь возможен при применении, например, спектрального метода. Если возникновение коррелированного разрыва происходит за счет релаксационных процессов - разделение их ¿озкохно лгул анализе статистики интервалов меаду им-

пульсами.

Применение статистического анализа к потоку сйгнапсз АЭ дает более полную картину взаимодействия дефектов при деформировании и разрушении ВКМ. Для этого рассматривалось расчре-деление интервалов следования сигналоз АЭ в некоторых сечениях образца на различных этапах дефор;с1рования. Времена анализа выбирались из соображений статистической достозерпос-ти и сохранения квазистационарности процесса в исследуемом промежутке времени. Если источники АЭ срабатывают независимо друг от друга, то процесс будет пуассонозским с плотностью функции распределения срекешых интервагсэ между событиями

те/р(-г»Щср,в т -активность, дТ - средний интервал между событиями.

При нагружении УП с высоким уровнем диссипатив^ос сяойстз наряду с экспоненциальным пуассоновским распределением кнтер-. валов наблюдался т.н. пуассоновскиИ процесс скоплений - отклонений от экспоненциального распределения в области малых времен (рис.За,б), что отражает наличие взаимодействия

между дефектами в данном временном интервале посредством релаксационных процессов. Количественной ¡мерой отклонения процесса от пуассоновского мокко принять параметр о -[4 -где - среднее значение интерзала следования в данной выборке, 6г - среднеквадратичное отклонение. Условие сР^О является необходимым, но не достаточным условием пуассонозоо-ти процесса, поэтому параллельно с ним использовался критерий проверка гипотез .

Анализ работы отдельных зон (язргчой "бкл) углепластика (рис.<1а) с помощью параметра'г/ТУ выявил тенденция нарас. лйш отклонения от пуассоновости при росте внегаей нагрузки (по крайней мере для последней трети деформированчя перед разрушением образца), т.е. увеличение степени упорядоченности по ¡.:ере прибликения к разрушению. Нарастание этого параметра носит немонотонный характер с чередованием фаз подъела У. спало.. Изменение активности к- мощгости АЭ чрн этом асинхронно а синхронно параметру сГ, соответственно. В совокупности все эг

№

0.3 0.2

0.1

Р(Г)'

Nj

0.4 0.3 0.2

Vi o.I

¿*s O.OH ■ p- 12.12.

\

о. ю /= Z2JS

+"= is. г с

19 57 95

с, не

70 210 350 490

с, не

о) ' " Л

Рис.3 Распределение интервалов мевду импульсами АЭ

при деформировании УП: а - нуасооновский процесс, б - пуасроновский процесс скоплений.

1

0.15

0.10

0.05

с

С.6 0.4

зона (13,21ш)~З^ГШ15[тагТс

а)

зона (-5,5мм/

- зона разрушения

у—L

466 506 5 5 506 646 t.C

Рис.4 Зависимость от времени параметра*^ в: а в зоне разрушения и соседних с ней зонах в УП с пластичной матрицей, б - в УЛ с хрупкой матрицей.

- 13 г

факты свидетельствуют о том, что в данном локальном одъзип идет разрядка концентрации энергия упругой деформации. Пздоми 6 (Усвязывается со снижением уровня локаль'шх напряжений в данном объеме в результате микроструктурных перестроений, тем самым на время ликвидируется движущая сгча этого процесса. Вместе с тем,такое поведение (Г может являться следствием релаксационных процессов в соседних зонах образца. Как видно из рис. , зона разрыва и соседняя с ней зона работают в противофазе со сдвигом 20-30 с. Важно отметить, что з последних тактах этого взаимодействия противофазность более явственная и количественно наиболее существенная.

Динамика коллективных эффектов контролируется энерго-диссипатпвними процессами перегружаемых объемов и сказывается на состоянии полимерного связующего. Методом ДСК зафиксировано возрастание энтальт.л по мере деформирования, что позволяет говорить об охрупчивании, сникешш диссгатативных свойств ма' ицы во времени.

Итак, процесс сброса энергии упругой деформации в отдельных областях КМ п^овоцгоует структурные перестройки в соседних областях и возвращается в исходный объем па более высоком уровне коллективных эффектов.

Анализ параметра корреляции в УП со сниженным уровнем диссилатианых свойств показывает менее выракенное чередование периодов спада и подъема. На протяжении всего времени анализа сохраняется устойчивая тенденция нарастания этого параметра, причем, на более высоком уровне, неаели в УП с повышенными диссисативными свойствами. (рис.^ ), что свидетельствует о значительно меньшей эффективности перераспределенил нагрузок мевду областям посредством релаксационнк. процессов.

Далее в работе изучались вопросы локализации разрушение ВКГЛ, определяющей тип образующейся макротрещшш, прочностные характеристики материала.

Причины, приводящие ч локализации разрушения, является структурные неоднородност", среди которых, в первую очередь, следует выделить макродефекты - дефекты технологии. Глкронеод-

'породности - дефекты технологии. Макронеоднородности подобного типа приводят к различию элективных напряжений j сечениях образца и, как следствие, к неравномерному характеру накопления повреждений в ВКМ, в особенности, ни начальных этапах нагружения.

Исс адование влияния ыакронеоднородностей технологического характера на процесс локализации разрушения возможно на .основе метода локации координат сигналов АЭ путем введения параметра локализации в - величина которого определяет относительный размер области, сосредоточившей в данный момент времени 50/» всех микроповреждений образца. Сопоставление теоретических расчетов, основанные на модедя разрушения ЗКМ, предложенной в [S J, и экспериментальных данных зависимости параметра локализации от времени позволили определить величину перенапряжений на волокнах композита, вызванных дефектами технологии /К «» 1,7/.

Найдено, что вид функции локализации также зависит от диссипативных свойств матрицы (см.рис. 2, ).

lia npAviepe однонаправленных углепластиков рассматривается такае изменение кинетики микроразрушении в зависимости от уровня остаточных напряжений. Остаточные термические напряжения не из бе ыю возникают в БКМ вследствие усадки связующего, а также ввиду различия ТКПР ¡матрицы и волокна. Дополнительная термообработка приводит к снижению уровня внутренних напряжений, причем, наблюдается немонотонная зависимость влияния уровня внутренних напряжений на прочность У' и развитие АЭ. Одног-Феменное измерение прочности при мекслоевом сдвиге после термообработки УП дЗет основание связывать изменение прочности при растяжения с уровнем развития процессов микроот-с;.осния между матрицей и волокном. Оказалось возможным управлять общим процессом разрушения однонаправленных УП за счет тормо&ения быбтропротекающпх коллективных эффектов разрывов волокон на ослаблешшх в результате термообработок границах •азд^ла двух фаз, что приводит к увеличению прочности композит.. !ia ~ 20$.

В четвертой главй приводятся экспериментальные даннио изучения разрушения УП на основе различных полимерных матриц методами спектрального анализа.

В данной работе при использовании спектрального метода в качестве контролируемых параметров использовались средняя энергия и средняя частота сигналов. Сравнение этих параметров при деформировании и разрушении с аналогичными при дроблении волокон в модельном композите позволяло выделить класс УП, где реализуются преимущественно дробления волокон (УП с термопластичной -полиэфиримидной матрицей) и УП, где значительную роль играют процессы отслоения (УП на основе эпоксидного и полиимидного связующего). Причем, процессы дробления и отслоения волокон от матрицы в последнем случае развииглэтся параллельно.

Используемая в работе система цифрового анализа в диапазоне 100-1000 кГц, обладая высокой разрешающей способностью, позволяет анализировать интервалы между импульсами АО в области 10-10 мкс, в частности, становится возможным более подробный анализ событий, образующих скопления, наличие которых констатировалось в главе 3. События в скоплении порождены процессами релаксации напряжений около возникшего дефекта, что приводит к перегрузке соседних объемов, а максимум плотности вероятности распределения интервалов внутри скопления достигается при X 0 [3] .

На рис.5а приведено распределение временных интервалов между сигналами для УП с термопластичной матрицей. В области О - 1000 мкс мо.чсно видеть очень резкое с/ли^ие характера распределения от экспоненциального - пуассоновского: наличие максимума около ЬЭО мкс. Таким обраосм, можно утверждать, что в данном виде УП имеется эффект коррелированного возникновения дефектов. Наблюдаемый сдвиг по т в распределении времен следования будет определиться средним расстоянием мзя-ду волокнами В рис.б. Трещина, образовавшаяся при дроблении волокон, пройдя с околозвуковой скоростью некоторый участок, замедляется, после чего начинается оолаксационний этап его развития. При этом должно происходить увеличение

ж

/01 9

Л У-

а)

№ Г" \

II 1! II Г гг

100

200 ««С

Ш

л

£

¿ооо г ооо :ооо

ш

'НС

Рис.5. Распределение временных интервалов между сигналами АЭ: а -в термопласте, б - в полиимидном ВКМ.

Рис.б. Релаксационная модель согласованного дробления волокон.

пластической зоны от ^о до равновесного Ку . Считая, что релаксационные процессы подчиняются экспоненциальному закону с показателем оС , получим Е (*с ) = + , тогда,

пренебрегая первоначальной длиной трепаны и получаем время , через которое пластическия зона достигает ближайшего волокна: ~Г

При этом происходит увеличение скорости пластической деформации в окрестности волокна, что приводит к его перегрузке, не учитывающейся в известных моделях группового разрыва волокон [1.4,5] , а ^определяет положен»« ■> максимума на распределении (т), рис.5а.

Ь ВКМ на "основе ма."опластичной полиимидной матрицы наблюдается

уже по крайней мере два м&ксиь^ма рис.5б, что в рамках рассмотренной модели объясняется тем, что пластическая зона распространяется дальше первого слоя волокон, окружающих раздробленное волокно, при этом, в пределах первых двух '.лоев

сохраняется ближний поредок в укладке волокон. Различно числа и положения максимумов в разных ВКМ определяется разницей в гшэ-коупругих свойствах связующих через скорость термоак^иваиионноЯ части пластической деформации и через степень локализации деформации в пластической тоне.

При работе в низкочастотной области спектра /2/ до 50 кГц оказалось возможным в некоторых случаях идентифицировать сигналы АЭ от микроотслоений, видообразований в матрице и разрывов волокон с медианными частотами, соответственно, 13,?.3,25 кГц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ И ВЫВОДУ

Проведенные исследования закономерностей деформирования и разрушения однонаправленных ВКМ на основ«, полимерных связующих, отличающихся уровнем вязкоупругих свойств, позволили сделать следующие основные выводы.

1. Микромеханика протекания коллективных процессов, в особенности групповых разрывов волокон, а однонаправленных ВКМ в областях взаимодействия от микросекунд до десятков миллисекунд зависит от вязкоупругих свойств связующего.

2. Впервые экспериментально показано, что в однонаправленных ВКМ можно выделить несколько (по крайней мере три) уровней пространственно-временного взаимодействия, отличающихся по масштабу времени в 10® раз.

3. Показана возможность управления прочностными свойствами композита путем торможения быстропротекеющих коллективных эффектов на границе волокно-матрица.

4. Показана возможность на основе экспериментальных дон-Kjoc по локации координат сигналов АЭ оценки коэффициента перенапряжений волокон из-за макронеодно^однос-тей в ВКМ, вызванных технологическими де,актами.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Лексовский A.M., Губанова Г.П., Суханова H.A., Нарзулла-ев Г.Х. Коллективные эффекты и макроразрупение композиционных материалов типа углепластик. // Физика прочности гетерогенных материалов - Л., 1988, с.69-77.

2. Орлов Л.Г., Муборакшоев К.Л., ГубаноБа Г.Н., Лексовский А.Ы. Анализ акустической эмиссии при деформировании композита с

хрупкой матрицей. // <!изика прочности гетерогенных материалов. - Л., 1988, с.78-ОД.

3. Кривободров B.C., Губ (шова Г.Н. Локализация микроразрушоний в волокнистом композите. Механика композитных материалов. 1989, !* 3, с.437-443.

4. Кривободров B.C., Губанова Г.К. Исследование процесса локализации разрушения углепластиков по данным акустической эмиссии. // Физика прочности гетерогенных материалов. -Л., 1986, с.37-51.

5. Губанова Г.Н,, Лексовский A.M., Цуборакшоев К.Л., Купер-ман A.M., Горбаткина Ю.А., Иваноаа-Цумжиева В.Г. О влиянии температуры отиергкдення стеклопластиков на характер раэру-

. пения. Письма б ЖТФ, 1908, вып.5, т.14, с.385-389.

6. Один В.Е., Грибанов A.B., Губаноьа Г.Н., Гойхман М.Ф. Лексовский A.M. Уголь-угольные композиты из полиимидных углепластиков и особенности их разрушения. // Границы раздела, прочность и разрушение композиционных материалов. - Л., 1909, с.156-161.

7. Тишкин А.П., Губанова Г.Н., Лексовский A.M., Юдин В.Е. Спектральный и временной акустикоомиссионный анализ процесса разрушения углепластиков. // ¿.^чность и разрушение гетерогенных материалов. - Л., 1990, с.84-95,

Цитируемая литература

1. Кривободров B.C., Лексовский A.M. Энергоемкость процесса разрушения и прочность композиционных материалов.// Механика композитах материалов. - 1907, * б, с.999-1006.

2. Мурапин Г.Б., Симкин Я.В., Мврман А.И. Идентификация механизма разрушения- методами спектрального анализа сигналов АЭ. Дефектоскопия, 1969, с.5, » 4.

3. Тишкин А.П., Лексовский A.M. Коррелированнобть потока событий акустической ямиссии. Письма в ЖТФ, 1563, т.14, вып.16, с.1463-1467.

4. С. 1JAA, 12, 19CQ, р.2325-2331.

5. Roaen В.-». AJAA J. 1964, vol.?, Н 11,р,19Я5-1991.

КП Л 11Ч1',яUK.353,тир. 100,уч.-из,ц.л.0,9; 3/1У-1991г.

Неоплатно