Розроблення методу оцінювання опірності руйнуванню композиційних матеріалів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИНауковий керівник: доктор технічних наук, старший науковий співробітник ІВАНИЦЬКИЙ Ярослав Лаврентійович, Фізико-механічний інститут ім. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник СИЛОВАНЮК Віктор Петрович, Фізико-механічний інститут ім. Карпенка НАН України (Львів), провідний науковий співробітник відділу фізичних основ міцності доктор технічних наук, доцент КУНДРАТ Микола Михайлович, Національний університет водного господарства та природокористування (Рівне), професор кафедри обчислювальної математики Захист відбудеться "19” жовтня 2011р. о 1600 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.226.02 Фізико-механічного інституту ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-механічного інституту ім.На сьогодні дослідження із визначення характеристик опору руйнуванню КМ проводять з використанням підходів лінійної механіки руйнування (ЛМР) для ізотропних матеріалів. Карпенка, де здобувач був виконавцем держбюджетної теми НАН України "Розробка методів прогнозування росту втомних тріщин в конструкційних матеріалах при складному напруженому стані", номер державної реєстрації 0103U003346 (2003-2005 рр.), а також відповідальним виконавцем теми "Розроблення теорії та засобів оцінки руйнування тонколистових композиційних матеріалів за полями локальних деформацій методами спекл-метрології" у рамках державної програми "Фундаментальні проблеми створення матеріалів з наперед заданими властивостями, методів їх зєднання та обробки", номер державної реєстрації 0107U004074 (2007-2009 рр., продовжена до 2011р.). · розробити експериментальну методику визначення характеристик опірності руйнуванню КМ за величиною пружно-пластичних переміщень і деформацій біля концентраторів напружень методами та засобами цифрової спекл-кореляції; Для оцінки гранично-рівноважного стану тонколистових полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) використовували методи математичного моделювання, експериментальні методи механіки руйнування з визначення статичної тріщиностійкості, прямий метод визначення енергії руйнування досліджуваних композитів, а також метод цифрової спекл-кореляції для вимірювання переміщень деформованої поверхні зразка в околі вершини концентратора напружень. · розроблено розрахунково-експериментальну методику та технічні засоби для визначення характеристик опірності руйнуванню КМ за статичного розтягу з використанням побудованих методом цифрової кореляції спекл-зображень полів переміщень та деформацій матеріалу зони передруйнування;У другому розділі сформульовано енергетичний критерій для оцінювання гранично-рівноважного стану тонколистових композитів з надрізом та розроблено експериментальну методику визначення енергії руйнування композита за полями локальних деформацій, побудованих методом цифрової кореляції спекл-зображень полів переміщень у зоні передруйнування. Використовуючи закон збереження енергії, встановили, що гранично-рівноважний стан навантаженої розтягом пластини з нахиленою тріщиною (рис.1) настає за умови досягнення енергією пружно-пластичних деформацій у зоні передруйнування критичного значення , яке є характеристикою матеріалу за заданих умов навантаження: , (1) де ; ; А - робота зовнішніх сил; W - енергія деформування матеріалу у зоні передруйнування; Г - енергія руйнування; - кут нахилу тріщини до лінії дії сили; - кут старту тріщини; - кут нахилу тріщини до головної осі ортотропії композиту; - граничне навантаження; - питома енергія руйнування. Енергію пластичних деформацій у зоні передруйнування визначали як суму двох складових: , (2) де , - відповідно розкриття і зсув берегів тріщини, а s0 та t0 - середні значення напружень зчеплення у зоні передруйнування біля вершини тріщини за розтягу та зсуву згідно з dc-моделлю Леонова - Панасюка. Вважаючи, що тріщина підростатиме у напрямку найбільшої пошкодженості матеріалу (), встановили аналітичні співвідношення для визначення гранично-рівноважного стану пластини з центральною нахиленою тріщиною завдовжки 2l (рис. , (7) які визначаються згідно зі співвідношеннями: , , (8) де , - критичні значення розкриття між берегами модельної тріщини та зсуву біля її вершини у зоні передруйнування за умов реалізації мішаного руйнування; - довжина зони передруйнування; - функції розподілу переміщень у зоні передруйнування відповідно до механізму руйнування; .

Основний зміст роботи