Plaisu nevienmērīgā izvietojuma iespaids uz teorētiski aprēķinātajām elastības konstantēm ortogonāli stiegrotiem laminātiem

Abstract

Darbā pētīti pret vidusplakni simetriski lamināti, kuriem iekšējo slāņu stiegrojums ortogonāls slogošanas virzienam, bet ārējo slāņu – paralēls. Analizēts plaisu nevienmērīgā izvietojuma iespaids uz efektīvajām elastības konstantēm. Eksperimentāli iegūta Junga moduļa un Puasona koeficienta atkarība no plaisu blīvuma transversajā slānī E- stikla šķiedras/ epoksīdsveķu laminātiem ar struktūrām [02/902]S, [0/902]S un[0/904]S, pakļaujot vienasīgai stiepes slogošanai. Pie iepriekš noteiktas deformācijas līmeņa slogošana pārtraukta un izmērīti faktiskie starpplaisu attālumi. Elastības raksturlielumu redukcija teorētiski noteikta, izmantojot divus plaisu sadalījuma veidus: bieži teorētiskos izvedumos apskatīto vienmērīgo sadalījumu un faktisko sadalījumu. Veikta simulācija ar Monte- Karlo metodi starpplaisu attālumu sadalījuma iegūšanai pie citiem deformācijas līmeņiem. Teorētiskā elastības konstanšu redukcija salīdzināta ar eksperimentālajiem datiem.

In this investigation symmetric cross-ply laminates with outer plies reinforced parallel and inner plies - orthogonal to loading direction are considered. The effect of transverse crack distribution on the effective mechanical properties is analysed. Young’s modulus and Poisson’s ratio dependence on the transverse ply crack density is obtained experimentally for E- glass fibres/epoxy laminates of lay- ups [02/902]S, [0/902]S and [0/904]S subjected to uniaxial tensile loading. Crack spacing distributions at the edge of specimen are also measured at a predefined maximal applied strain. Mechanical property reduction is theoretically evaluated for two crack spacing distributions: uniform spacing routinely considered in theoretical derivations and the real crack spacing. Monte- Carlo simulation is performed to obtain crack spacing distribution at other strains. The theoretical reduction of mechanical properties is compared with test data.