О причинах потери несущей способности композитного тест-образца при трехточечном изгибе

Приведены результаты экспериментальных исследований и численных задач о трехточечном изгибе композитного тест-образца (балки). При численном анализе поведения балки, который проводится в физически и геометрически нелинейной постановке задачи, учтено, что она изготовлена путем послойной выкладки однонаправленной углеленты, уложенной вдоль оси образца. Для определения предельной нагрузки, при достижении которой происходит потеря прочности фаз композита тест-образца, использован критерий Цая – Ву. Проведен сравнительный анализ поведения тест-образца при различных ее толщинах и различных диаметрах нагружающего ролика. Выявлено, что разрушение коротких тест-образцов происходит в результате потери прочности материала под нагружающим роликом (посередине), а в длинных расслоение срединной плоскости образцов происходит по тонкому адгезионному слою. Этот эффект объясняется потерей устойчивости адгезионного слоя по неклассической поперечно-сдвиговой форме. Показано, что диаметр ролика практически не влияет на величину предельной нагрузки, в то время как нагрузка, при которой происходит потеря устойчивости слоя на лицевой поверхности тест-образца, весьма чувствительна к изменению его величины. Выявлена хорошая корреляция численных результатов с данными, полученными в экспериментальных исследованиях рассматриваемых типов образцов.