III Всероссийская конференция
"Деформирование и разрушение структурно-
неоднородных сред и конструкций",
посвященная 100-летию со дня рождения
академика Ю.Н. Работнова

Петров М.Г.  

Оценка структурного состояния композиционных материалов в процессе разрушения

Любой материал является структурно-неоднородной средой. Структурное состояние материала, соответствующее неоднородности его структуры, можно количественно отобразить в виде поля внутренних напряжений. При нагружении материала в результате высоких внутренних напряжений, возникающих в струк-туре материала под нагрузкой, появляются локальные пластические деформации, в результате которых появляется неупругость. Измерение амплитудной, частот-ной (или временной) и температурной зависимостей неупругих деформаций мате-риала позволяет судить об их природе.
В композиционных материалах (КМ), как и в металлических сплавах или по-лимерах, наблюдаются те же типы неупругих деформаций: релаксационный и гистерезисный типы неупругости. Однако в процессе разрушения, когда появля-ются расслоения КМ, а затем разрывы волокон, характер неупругих деформаций изменяется. Например, появляются искривления петель неупругости, не симмет-ричные относительно средних значений напряжений. Искривления тем больше, чем меньше уровень напряжений. Анализ кинетики деформирования свидетельст-вует об участии сил трения при относительных перемещениях разорванных пуч-ков волокон. Степень повреждённости КМ как переход в некоторое другое струк-турное состояние можно, таким образом, оценивать по изменению неупругих ха-рактеристик.
Изменение структурного состояния КМ в процессе разрушения наиболее яв-но обнаруживает себя при изгибных деформациях или деформациях кручения. Поэтому такие схемы нагружения КМ предпочтительны для процедур диагности-ки их повреждённости. Вместе с изменением неупругости также изменяется и жё-сткость материала, по которой тоже может быть оценена его повреждённость.