復(fù)合材料受力類型與破壞模式 |
發(fā)布時間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數(shù): |
一樣平常疊層積層板為由單層復(fù)合材料板依據(jù)所需角度積層成為多層板。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)為依結(jié)構(gòu)所受軸力、彎矩、剪力與扭力的大小,由受力情況決定復(fù)合材料積層板疊層特征(疊層方向與數(shù)量)。并於復(fù)材積層板疊層設(shè)計時鈴須考慮,避免疊層積層板因受簡單力作用,產(chǎn)生的偶合效應(yīng)。經(jīng)由受力與對稱性考量后,可決定復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)材疊層方向、數(shù)量與順序,如此便可決定積層板潔構(gòu)承載與變形能力。
關(guān)於復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受力破壞模式,特做以下之說明: 其一,結(jié)構(gòu)復(fù)合材料下層板承受與纖維方向0º同方向之荷重,受軸拉力後破壞模式說明如下述: 1、積層板纖維方向與軸力方向0º同向,受力後纖維斷裂,且樹脂剪力破壞。 2、積層板纖維方向為±45º軸力方向為0º,受粒後因樹脂與纖維積和強(qiáng)度不足導(dǎo)致破壞。 3、積層板纖維方向與軸力方向0º同向,受力後因樹脂與纖維接合弦度不足,導(dǎo)致積層板沿著厚度方向破壞。 4、積層板纖維方向為0º,軸力方向為90º,受力后因樹脂強(qiáng)度不足導(dǎo)致積層板破壞。 其二,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)承受其他情勢荷重時,其可能破壞模式如下述: 1、此結(jié)構(gòu)為承受彎矩荷重,此結(jié)構(gòu)復(fù)材積層板纖維方向以軸向為主,已承擔(dān)梁頂拉力或壓力。當(dāng)受載重破壞時,破壞模式可能為纖維斷裂;積層板間層與層脫層。上述為較佳的設(shè)計;為大部分構(gòu)件破壞均為發(fā)生此征象,此為纖維與樹脂間的界面弦度不足所造成,提拔此部分強(qiáng)度可增長彎矩承載力。 2、扭力荷載結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)為承受扭力荷重,積層板纖維方向以±45º為主。當(dāng)受載重破壞時,破壞模式可能為樹脂剪力度不足破壞;積層板間層與層脫層提拔樹脂弦度與增長積層板間的介面強(qiáng)度,可以改善上述情況使扭力承載力提拔。 3、軸壓荷載,此結(jié)構(gòu)為承受軸壓荷重,積層板纖維方向以0º與90º為主。當(dāng)受載重破壞時,破壞模式可能為因纖維局部挫區(qū);樹脂橫向張力破壞;樹脂剪力破壞,纖維無局部挫區(qū)。改善上述情況可以提拔樹脂弦度,使承載力提拔。 由上述說明可知,大部分的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受載種作用時,不論是承受單純的軸力、彎矩、扭力、剪力等單一荷重或其合成載重。當(dāng)結(jié)構(gòu)受載重破壞時,破壞重要發(fā)生的緣故原由為樹脂剪力強(qiáng)度不足;樹脂與纖維接合弦度不足;積層板問的介面強(qiáng)度不足。要改善結(jié)構(gòu)弦度避免結(jié)構(gòu)因上述緣故原由提前破壞,除了適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)配置與適當(dāng)?shù)睦w維疊層方向外,為一體例就是改善復(fù)合材料的材料特征,使提拔樹脂強(qiáng)度與樹脂、纖維間的介面弦度。 |
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