К определению модулей упругости пластины с однонаправленным армированием высокомодульным углеродным волокном

Abstract

Проблематика. Для проведения расчетов любых изделий на получение характеристик их напряженно-деформированного состояния необходимо иметь, среди прочих, модули упругости материалов. Для слоистых полимерных композиционных материалов (ПКМ) в спецификациях на их компоненты указывают лишь модуль Юнга при растяжении и коэффициент Пуассона. Остальные модули упругости обычно определяют по известным формулам, в лучшем случае – в численном или натурном эксперименте. Полученные значения имеют значительный разброс. Цель исследования: подбор формул для определения модулей упругости однонаправленного монослоя, наиболее соответствующих композиции ЭДТ-10 / TC 36S-12K. Методика реализации. Были проведены численные расчеты с применением метода конечных элементов (контактная задача) характерного элемента пластины из слоистого ПКМ. Предполагалась его трансверсальная изотропия. Результаты исследования. По результатам расчетов определены модули упругости и выявлены формулы, наиболее соответствующие композиции ЭДТ-10 / TC 36S-12K. Выводы. Проведенные расчеты показали, что контактные конечноэлементные модели композитного монослоя дают хорошие результаты определения его упругих характеристик.

Keywords

• полимерный композиционный материал
• модули упругости
• численное 3D моделирование