Моделирование процесса формования отверстий в композитных конструкциях методом прокалывания неотвержденного полимерно-волокнистого материала - page 10

Рис. 6. К определению межслойно-
го коэффициента трения скольжения
нитей
нить сдвигается со скольжением
относительно нитей, расположен-
ных к ней перпендикулярно.
Следовательно, между вытяги-
ваемой нитью и перпендикуляр-
ным семейством нитей (слоем) воз-
никают касательные напряжения
от сил трения скольжения:
τ
н
=
F
н
2
b
н
l
н
=
k
τ
p
сж
,
l
пр
=
F
н.раз
2
b
н
k
τ
p
сж
,
(17)
где
b
н
— ширина нити, ровинга или ленточки, набранной из нескольких
нитей;
l
пр
— предельная длина нити, которая может быть вытянута из
пакета без разрушения;
F
пр
=
F
н.раз
— разрушающая нагрузка (сила),
которая указывается в паспорте на сухие нити или ровинги при их
поставке потребителю.
При испытаниях в образце неотвержденного полимерно-волокнис-
того материала разрезают нить длиной меньше предельной и сдавлива-
ют весь пакет давлением
p
ж
i
. После чего нагружают нити силой
F
н
i
до
момента ее устойчивого межслойного скольжения. Результаты пяти-
семи испытаний для каждого давления
p
ж
i
статистически обрабатыва-
ются и по формулам (17) определяют среднее значение коэффициента
межслойного трения скольжения нити
k
τ
.
Два оставшихся параметра находят, рассматривая предельное со-
стояние нити по стрелке раскола, когда на максимально возможном
диаметре индентора
d
m
происходит разрушение нити. В этом случае
угол наклона
θ
=
θ
m
, прогиб нити
y
=
y
m
и координата
x
=
x
max
=
x
m
имеют свои максимальные значения, при этом
y
m
= 0
,
5
d
m
cos
θ
m
.
Для их определения запишем разрушающую деформацию
ε
н.раз
пропитанной связующим стеклонити в состоянии ее переработки че-
рез силовые факторы. Используя уравнения (1) и (4) при
N
0
= 0,
получим
ε
н.раз
=
σ
н.раз
E
н.раз
=
N
m
h
сл
ϑ
в
ρ
в
E
н
T
в.н
=
F
н.раз
ϑ
в
ρ
в
E
н
T
в.н
,
(18)
где
T
в.н
=
b
н
h
сл
ϑ
в
ρ
в
— линейная плотность сухой стеклонити (мг/м);
ρ
в
= 2
,
58
г/см
3
— плотность стекловолокон марок ВМ-1 и ВМП;
ϑ
в
= 0
,
65
— коэффициент армирования нити;
E
н
= 40
. . .
42
ГПа [8]
— модуль упругости при растяжении стеклонити в состоянии перера-
ботки, определяется экспериментально. Если толщина слоя волокон
не оговорена, то принимают
h
сл
=
b
н
. Из выражения (18) находят
значение разрушающей деформации нитей в состоянии переработки:
ε
н.раз
=
ε
р
=
F
н.раз
ρ
в
ϑ
в
/E
н
= 2
,
45
. . .
2
,
66 %
,
(19)
42 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 3
1,2,3,4,5,6,7,8,9 11,12,13,14,15
Powered by FlippingBook