ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Одним из факторов, влияющих на прочность композиционных материалов, являются остаточные напряжения, которые, накладываясь на поля напряжений от внешнего нагружения, могут повлечь преждевременное разрушение композиции. Изготовле­ние композиционных материалов с металлической матрицей, как правило, связано с применением повышенных температур. Наи­более распространенным типом остаточных напряжений являют­ся напряжения термического происхождения, возникающие при остывании композита. Их величина зависит от разности темпе­ратур фабрикования и конца процесса охлажденияdТ, коэффи­циентов теплового расширенияa_f,a_mи модулей упругости волокнаe _fи матрицы Е_m.

Исследованию остаточных (температурных) напряжений в композиционных материалахуделяется большое внимание. Однако аналитическое решение объемной задачи по определению остаточных напряжений в композиции с большим числом волокон при различных видах их упаковки име­ет ряд трудностей. Экспериментальные исследования проводились в основном с помощью поляризационно-оптического метода и, как правило, на плоских моделях.

Предлагается методика исследований на объем­ных моделях из полимеров остаточных деформаций и напряже­ний, вызванных разностью коэффициентов теплового расширения компонентов применительно к волокнистым композициям с металлической матрицей типаsic-tiиw-al.

Предлагаемая методика исследования остаточных деформа­ций и напряжений в композиционных материалах на объемных моделях из полимеров с использованием метода «заморажива­ния» и «размораживания» свободных температурных удлинений матрицы и волокон в комбинации с методом координатных се­ток позволяет моделировать композиционные материалы с раз­личными соотношениями коэффициентов теплового расширения и модулей упругости материалов волокна и матрицы. Подобная методика может быть также использована при исследовании напряженно-деформированного состояния деталей машин и разно­родных сварных соединений, работающих в упругой стадии на­гружения.