Разрушение по типу расслоений в конструкциях из композиционных материалов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1.1. Экспериментальные исследования роста трещин в элементах конструкций.

1.2. Устойчивость плоских и пространственных элементов при наличии дефектов.

1.3. Основы многопараметрической механики разрушения.

1.4. Цель и содержание диссертации.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РОСТА ДЕФЕКТОВ ТИПА. РАССЛОЕНИЙ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ.

2.1. Определение удельной работы разрушения материала клеевой прослойки.

2.2. Технология изготовления балочных образцов с отслоениями. Описание установки.

2.3. Кинетика роста отслоений в балочных элементах при однородном нацряженном состоянии.

2.4. Рост отслоений в условиях неоднородного напряженного состояния при циклическом нагружении.

3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УПРУГОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ С РАЗВИТИЕМ РАССЛОЕНИЯ.

3.1. Простейшая модель межслойного дефекта в бимодульной пластине, нагруженной продольным усилием.

3.2. Нахождение обобщенных сил, продвигающих фронт дефекта, при продольном сжатии пластины.

3.3. Модель дефекта в пластине, подвергнутой чистому изгибу.

3.4. Трехточечный изгиб пластины с дефектом.

3.5. Учет начальных упругих и пластических деформаций в отслоении.III

3.6. Численные результаты расчета обобщенных сил и равновесных размеров отслоения.

3.7. Кинетика роста размеров отслоения при продольном, чистом и трехточечном циклическом изгибе.

4. РОСТ ЭЛЖПСОВДАЛЬНЫХ ОТСЛОЕНИЙ В СФЕРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКАХ

4.1. Постановка задачи.

4.2. Определение критических деформаций.

4.3. Равновесные размеры отслоений при квазистатическом нагруженик-.

4.4. Кинетика роста эллипсоидальных отслоений при циклическом нагружении.

СВОДКА РЕЗУЛЬТАТОВ.

1. Болотин В.В. Влияние технологических факторов на механическую надёжность конструкций из композитов* Механика полимеров, 1972, Л 3, с* 529 - 540*

2. Болотин В.В* Статистическая теория накопления повреждений в композиционных материалах* Механика полимеров, 1976, Л 2, с. 32-41«

3. Болотин В.В., Зебельян З.Х* Устойчивость упругих сферических оболочек о расслоениями* В кн*: Расчеты на прочность*-М*: Машиностроение, 1981, вып* 22, с. 150 - 165*

4. Васысив Н.П. Изгиб защемленной по торцам балки с боковой трещиной* Физико-химическая механика материалов, 1983,т. 19, с. 108 III.

5. Викторов Е.Г. Подрастание и излом отслоений в композитах при сжатии. Тр./ Моск. энерг. ин-т, 1982, вып. 578, с. 36- 40 .

6. Вольмир А. С.^Устойчивость деформируемых систем. М.: Наука, 1967. - 984 с.

7. Гольдштейн Р.В., Кестенбойм Х.С., Савова I.H. 0 расчете роста некоторых видов плоских трещин в трехмерных хрупких телах. Изв. АН СССР. Механика твердого тела, 1972, № 6, с. 89- 95.

8. Гринберг Н.М. , Сердюк В.А. Влияние частоты циклического деформирования на усталостное разрушение металлов (обзор). В сб.: Низкотемпературное и вакуумное материаловедение. - Харьков, 1974, вып. 4, с. 26 - 37.

9. Екельчик B.C., Кострицкий С.Н., Рябов В.М. Об учете реологии полимерных композитов в технологических задачах прочности толстостенных цилиндров. Механика композитных материалов, 1983, № 4, с. 701 - 707.

10. Ерхов М.И. Теория идеально пластических тел и конструкций. М.: Наука, 1978. - 352 с.

11. Жигун И.Г., Хитров В.В., Аккуратов И.JI.V Шемшурин М.В. Сжатие и кручение трубчатых композитных стержней из предварительно формованных элементов* Механика композитных материалов, 1984, Ä I, о* 87 - 90.

12. Зайцев Г.П., Кайков К.В. Теоретическое и экспериментальное исследование трещиностойкости и скорости роста макро-трепшны в органопластиках при чистом сдвиге* Механика композитных материалов, 1984, № I, о. 149 - 152.

13. Карташов Г.Г., Ткаченко С.И., Комарова O.A. Прогнозирование устойчивости натурных конструкций из композитных материалов на основе жёсткостного критерия. Механика композитных материалов, 1984, £ I, с. 124 - 130*

14. Качанов Л.М. К вопросу о расслоении композитных материалов* Вестник Ленинградского ун-та* Сер* Математика, механика, астрономия, 1976, №13, с* 77 - 81*

15. Качанов Л.М. Расслоение стекловолокнистых труб при внешнем давлении* Механика полимеров, 1975, № 6, с. II06-II08.

16. Кисляков С.А., Нефедов C.B. Равновесные размеры эллипсоидальных отслоений в ортотропной цилиндрической оболочке.В кн.: Надёжность и ресурс машин и конструкций. Межведомственный тематический сборник трудов. М.: МЭИ, 1984, с. 29 - 33.

17. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1974. - 831 с.

18. Кортен Х.Т. Механика разрушения композитов. В кн.: Разрушение / Под ред. Либовица Г., т. 7, ч. I. - М.: Мир, 1976, с. 367 - 471.

19. Купер Д., Пиггот М. Растрескивание и разрушение композитов. В кн.: Механика разрушения. Разрушение материалов. -М.: Мир, 1979, с. 165 - 215.

20. Курзин A.A. Влияние расслоений на устойчивость трехслойного стержня при сжатии. Тр. / Моск. энерг. ин-т, 1978, вып. 353, с. 37 - 41.

21. Курзин A.A. Исследование устойчивости стержней с дефектами. Изв. вузов. Машиностроение, 1978, № 7, с. 5-10.

22. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетере Г.А. Проблемы механики композитных материалов. В кн.: Современные цроблемы теоретической и прикладной механики. - Киев: Наукова думка, 1978, с. 359 - 372.

23. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетере Г.А. Сопротивление полимерных и композитных материалов. 3-е изд., Рига, 1980.- 498 с.

24. Маркочев В.М., Краев А.Т. Методика исследования роста усталостных трещин при постоянном значении размаха коэффициента интенсивности напряжений. Заводская лаборатория, 1976, № 4, с. 469 - 473.

25. Матвиенко В.А., Одинец A.A., Одинец A.B., Позняков Б.И. Определение модуля упругости клея в соединении. Сопротивление материалов и теория сооружений, 1982, № 40, с. 126 - 130.

26. Мурзаханов Г.Х., Несин Д.Н. Расчет роста эллипсоидальных отслоений в сферической оболочке при циклическом нагружении.- В кн.: Надежность и ресурс машин и конструкций. Межведомственный тематический сборник трудов. М.: МЭИ, 1984, №26, с.15 - 2,0.

27. Несин Д.Н. Малоцикловая усталость композитов с нарушениями сплошности между слоями. Механика композитных материалов, 1985, № I ( в печати).

28. Несин Д.Н. Рост отслоений при трехточечном изгибе пластин. Тезисы докладов У1 Московской городской конференции молодых ученых и специалистов. - М.: МЭИ, 1985 ( в печати).

29. Обухивский О.И. Расклинивание квадратного образца с боковой трещиной. Физико-химическая механика материалов, 1983, т. 19, № 3, с. 485 - 487.

30. Опланчук A.A., Остриков Г.М. Несущая способность сжатых ступенчато-ослабленных стержней. Промышленное строительство, 1983, № 5, с. 36 37.

31. Панасюк В.В., Андрейкив А.Е., Ковчик С.Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наукова думка, 1977. - 276 с.

32. Парис П., Эрдоган Ф. Критический анализ законов распространения трещин. Тр. АОИМ. Сер. Д, Техническая механика, 1963, вып. 4, е. 60 - 66.

33. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. М.: Наука, 1974. - 416 с.

34. Пархизгар Ш., Захари Л.В., Сан Ч.Т. Оцределение вязкости разрушения композитов, армированных однонаправленными волокнами. В кн.: Прочность и разрушение композитных материалов. Тр. второго советско-американского симпозиума. - Рига, 1983, с. 293 - 303.

35. Полилов А.Н., Работнов Ю.Н. Развитие расслоений при сжатии композитов. Изв. АН СССР. Механика твердого тела,1983, № 4, с. 166 - 171.

36. Пранукявичус Г.А. Энергетические условия хрупкого разрушения (П. Взаимосвязь прочности и упругости). Тр. АН Лит. ССР, 1983, В, № 1/134, с. 61 - 66.

37. Прокофьев В.А. Исследование клеевых соединений полимерных балок при испытаниях на изгиб. Исследование строительных конструкций о применением полимерных материалов. - Воронеж, 1982, о. 62 - 64.

38. Протасов В.Д., Ермоленко А.Ф. Проблемы прочности обо-лочечных конструкций из композитов, полученных намоткой. Механика композитных материалов, 1983, № 6, с. 1034 - 1043.

39. Протасов В.Д., Ермоленко А.Ф., Филипенко А.А., Димит-риенко И.П. Исследование несущей способности слоистых цилиндричееких оболочек при помощи моделирования процесса разрушения на ЭВМ. Механика композитных материалов, 1980, № 2, о» 254 -- 261.

40. Протасов В.Д., Ермоленко А.Ф., Филипенко A.A., Димит-риенко И.П. Прочность и надёжность цилиндрических оболочек, полученных методом непрерывной нитяной намотки. Механика полимеров, 1978, № 3, с. 443 - 451.

41. Работнов Ю.Н., Екельчик B.C. Об одном споообе предотвращения трещин при термообработке толстостенных оболочек из стеклопластика. Механика полимеров, 1975, № 6, с.1095 - 1098.

42. Регель В.Р., Тамуж В.П. Разрушение и усталость полимеров и композитов. Обзор. Механика полимеров, 1977, № 3, с. 458 - 478.

43. Рикардс Р.Б. Управление упругими свойствами оболочки, работающей на устойчивость. Механика полимеров, 1974, № I, с. 93 - 100.

44. Ромалис Н.Б., Тамуж В.П. Распространение магистральной трещины в теле о распределенными микротрещинами. Механика композитных материалов, 1984, № I, с. 42 - 51.

45. Сборовокий A.K., Савельев Н.Ф. Механизмы разрушения ориентированных стеклопластиков при сжатии. Вопросы судостроения. Сер. Технология судостроения, 1976, вып. 12, с. 12 -18.

46. Сервисен C.B., Махутов H.A. Механика деформируемых тел и конструкций. М.: Машиностроение, 1975, с. 443 - 448.

47. Сирюо В.Ю., Тетере Г.А. Рациональное армирование цилиндрических ортотропных вязкоупругих оболочек при осевом сжатии. Механика композитных материалов, 1982, Л 5, с. 815 -821.

48. Скудра A.M., Булаве Ф.Я. Структурная теория армированных пластиков. Рига, 1978. - 192 с.

49. Сяепян Л.И. Механика трещин. Ленинград: Судостроение, I98X. - 296 с.

50. Смирнов Н.В., Лунин Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. - М.: Наука, 1969. -511 с.

51. Тамуж В.П. Объемное разрушение однонаправленных композитов. В кн.: Разрушение композитных материалов. - Вага,1979, с. 17 - 24.

52. Тамуж В.П. Особенности разрушения гетерогенных материалов; В кн.: Прочность и разрушение композитных материалов. Тр. второго советско-американского симпозиума. - Рига, 1983, с. 28 - 32.

53. Тамуж В.П., Куксенко B.C. Микромеханика разрушения полимерных материалов. Рига, 1978. - 294 с.

54. Тарнопольский Ю.М. Расслоение сжимаемых стержней из композитов. В кн.: Разрушение композитных материалов. - Рига, 1979, с. 160 - 166.

55. Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Н. Метода статических испытаний армированных пластиков. М.: Химия, 1981.- 272 о.

56. Тарнопольский Ю.М., Портнов Г.Г., Бейль А.И. Механика намотки композитов. Изв. АН Лат.ССР, 1980, № 12, с. 8097.

57. Тарнопольский D.M., Портнов Г.Г., Сиридзанс Ю.Б. Компенсация температурных напряжений в изделиях из стеклопластиков методом послойной намотки. Механика полимеров, 1972,4, с. 620 645.

58. Тарнопольский Ю.М., Хитров В.В., Шемшурин М.В., Василевский В.М. Влияние способа опирания на критические нагрузки стержней из стеклопластика, образованных намоткой. Механика полимеров, 1976, № 6, с. 54 - 62.

59. Тарнопольский Ю.М., Хитров В.В., Шемшурин М.В., Василевский В.М. Опасность расслоения коротких металлокомпозитных стержней при осевом сжатии. Механика полимеров, 1978, Л I, с. 27 - 33*

60. Тетере Г.А., Крегерс А.Ф., Рикардс Р.Б. Модели композитного материала в задачах оптимизации. Механика композитных материалов, 1981, № 5, с. 807 - 814.

61. Трошин В.П. Влияние продольного расслоения в слоистой цилиндрической оболочке на величину критического внешнего давления. Механика композитных материалов, 1982, Ш 5, с. 839 -843.

62. Трошин В.П. К устойчивости цилиндрических оболочек с расслоениями. Механика композитных материалов, 1981, № 4, с. 729 - 731.

63. Черепанов Г.П. Механика разрушения композиционных материалов. М.: Наука, 1983 . — 296 с»

64. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. - 640 с.

65. Ярема С.А. Исследования роста усталостных трещин и кинетические диаграммы усталостного разрушения. Физико-химическая механика материалов, 1977, т. 13, Л 4, с. 3 - 22.

66. Ярема С.А. О корреляции параметров уравнения Париса и характеристиках циклической трещиноотойкости материалов. -Проблемы прочности, 1981, № 9, с. 20 28.

67. Ярема С.А. Стадийность усталостного разрушения и ее следствия. Физико-химическая механика материалов, 1973, т.9, № 6, с. 66 - 72.

68. Ярема С.А., Полутранко И.Б. Влияние влажности воздуха на скорость роста усталостных трещин. Физико-химическая механика материалов, 1978, № 2, с. 19 - 26.

69. Alwar R.S., Ramachandran Nambissan К.Е. Three-dimensional finite element analysis of cracked plates in bending.-Int. J. Humer. Meth. Eng., 1983, v.2, Ж 2, pp. 293 303.

70. Branco C.X., Radon J.C., Culver L.E. An analysis of the influence of mean stress intensity and ervironment on fatigue crack growth in a new high-strength Al-alloy. J. Test. Eval., 1975, v. 3, N 6, pp. 407 - 413.

71. Branco C.M., Radon J.C., Culver L.E. Growth of fatigue cracks in steels. Met. Sei., 1976, v. 10, U 5, pp. 149 - 155.

72. Chow C.L., Ngan K.M. Method of fracture toughness evaluation of adhesive joints. J. Strain Analysis, 1980, v. 15,H 2, pp. 97 101.

73. Dowling U.E., Begley J.A. Fatigue crack growth during gross plasticity and the J-integral. Mechanics of Crack Growth. ASTM SIP 590, 1976, pp. 82 - 103.

74. Han K.S. Compressive fatigue behaviour of a glass fibre-reinforced polyester composite at 300 K and 77 K. Composites, 1983, v. 14, N 2, pp. 145 - 150.

75. Kassir M.K., Sih G.C. Mechanics of fracture. Three dimensional crack problems. Leyden, 1975. - 452 p.

76. Kollar L. Buckling of complete spherical shells and spherical caps subjected to uniform overall radial pressure. -Proc. colloq. on buckling of shells. Stuttgart, Mai 6-7, 1982. -Berlins Springer, 1982, pp. 401 425.

77. Kulkarni S.V., Frederick D. Frequency as a parameter in delnmlnation problem. A preliminary investigation. J. Compos. Mater., 1971, v. 5, H 11, pp. 112 - 117.

78. Kulkarni S.V., Frederik D. Propagation of delamination in a layered cylindrical shell. Int. J. Fract., 1973, v. 9, N 1, pp. 113 - 115.

79. Leissa Arthur W. Advanced vibration, buckling and post-buckling studies on composite plates. Composite Struct. Proc. 1st Int. Conf., Paisley, 16 - 18 Sept., 1981. - London, 1981,pp. 312 334.

80. Maddox S.J. The effect of mean stress on fatigue crack propagation. Int. J. Fract., 1975, v. 11, H 3, pp. 389 - 408.

81. Stability of metal structures-a world view. Eng. J. ( USA ), 1982, v. 19, IT 2, pp. 131 - 138.

82. Wang S.S., Yau J.F. Interface cracks in adhesively founded lap-shear joints. Int. J. Fract., 1982, v. 19, IT 4, pp. 295309.

83. Wei R.P., Wei G.A. Effect of measurement precision and data processing procedures on variability in fatigue crack growth rate data. J. lest. Eval., 1979, H 2, pp. 90 - 95.

84. JTokobori T., Sato K. The effect of frequency on fatigue crack propagation rate and striation spacing in 2024-13 aluminium alloy and SM-50 steel. Eng. Fract. Mech., 1976, v. 8, N 1,pp. 81 88.