Потеря устойчивости ламината
Этот тип разрушения характерен для композиционных материалов сандвичевых структур. В этом случае ламинаты рассматриваются как балка, подвергающаяся деформации, а сердцевина Сандвичевой конструкции рассматривается как упругое основание. Критические поверхностные напряжения определяются исходя из основного уравнения (20.17) для потери устойчивости слоя, но жесткость определяется как
I = /DB/S,
Где D —жесткость ламината при продольном изгибе; В — жесткость основания; 5 — межслоевая жесткость композита. Отсюда
В Ес, 1,1007 (Е2А1/3
Ъ t ^ tf Е,
Где Ес — упругий модуль сжатия сердцевины; G0 — модуль сдвига сердцевины в плоскости приложения нагрузки; Ef — модуль упругости при сжатии облицовочного слоя; tf — толщина облицовочного слоя; b — ширина ламината.
Для сандвичевых панелей, в которых толщина сердцевины tc 21, жесткость основания может быть определена как
4- = -^-» (20.20) Где /0 — толщина сердцевины.
20.4.3.2. Отслоение сердцевины и облицовочного слоя
Этот вид разрушения является результатом начальной волнистости 60 в сжимающихся облицовочных пластинах ячеистых сандвичевых панелей. Поверхностные напряжения, которые вызывают данный вид разрушения, описываются следующим уравнением:
ТВДГ' (20-21)
Где аг — предел прочности связи облицовочного ламината с сердцевиной или предел прочности при растяжении сердцевины.
20.4.3.3. Разрушение сердцевины
Напряжения, возникающие в поверхностных (облицовочных) слоях ячеистых сандвичевых конструкций и описывающиеся уравнением (20.21), могут привести к разрушению сердцевины композита и всей Сандвичевой панели. Однако в этом случае необходима замена cz в уравнении (20.21) на предел прочности сердцевины при сжатии.
11 ГІ/р Д*. Любнна 321
(20.22) |
А г = о, |
С~Ё7 |
1 — (ас/асг) |
UE с |
Eletf. |
Где Ко = |
1 |
При рассмотрении балочной конструкции из ячеистой санд - вичевой структуры выявлено, что напряжения сжатия, возникающие в сердцевине, приводят к возникновению искривлений балки. Этот эффект суммируется с эффектом коробления поверхности за счет развивающихся в поверхностных слоях напряжений. Общие напряжения, приложенные к сердцевине и равные прочности при сжатии сердцевины, определяются через напряжения поверхности при разрушении следующим выражением:
К, ЕС [
Ki — бJt, при этом t определяется
DElc Eittt
Чальная волнистость сжатии сердцевины. |
Из второго уравнения (20—19); £1с — модуль Юнга сжимающейся поверхности; Ен — модуль Юнга растягивающейся поверхности; tf—толщина сжимающейся поверхности; tt—толщина растягивающейся поверхности; d — расстояние между средними линиями облицовочных слоев; Ес. — модуль упругости при сжатии сердцевины; ас — напряжения сжатия в сердцевине; 60 — на
При сжатии; аг — предел прочности при где Е' — У ЕгЕ2; tf — толщина поверхностного слоя (облицовки); Ех и Ег — модули упругости материала поверхности относительно осей ортотропии; — (I —v12v41); s — размер ячейки сердцевины (по диаметру описанной окружности).