стенка отверстия из-за повышенного содержания волокон уплотняется,
что приводит к увеличению прочности на смятие между крепежным
элементом и стенкой отверстия.
Испытания на растяжение и смятие, проведенные на плоских
образцах из тканых углепластиков [4] и стеклопластиков [5] с от-
формованными отверстиями, показали соответственно увеличение
прочности на
32
. . .
38
% при растяжении образцов [4, 5], а при смя-
тии стенки отверстия металлическим стержнем — до 61% [4] по
сравнению с аналогичными образцами, но с просверленными отвер-
стиями. Диаметры отверстий в исследуемых образцах составляли
d
= 3
,
15
. . .
9
,
35
мм. Положительный результат с прокалыванием от-
верстий диаметром 16 мм в спирально намотанном стеклопластике
достигнут при внеполюсной заделке штуцера в тонкостенную оболоч-
ку при изготовлении торовых баллонов [6].
Указанные работы носят экспериментальный характер, в них не
рассматриваются изменения регулярной структуры материала вблизи
проколотых отверстий, не указываются режимные параметры процес-
са их формования, не приводятся предельные или допустимые раз-
меры индентора и зависимость этих параметров от первоначальной
(исходной) структуры слоистого материала, толщины, количества и
обжатия слоев оболочки.
На основе предварительных экспериментов (рис. 1) была разрабо-
тана модель прокола цилиндрическим индентором композиционного
материала с продольно-поперечной схемой армирования, позволяю-
щая аналитически описать форму и протяженность нарушения регу-
лярной структуры ортотропного материала, изменение коэффициента
армирования и напряженное состояние слоистого материала в районе
проколотых отверстий.
При внедрении заостренного стержня диаметром
d
и
в многослой-
ный неотвержденный полимерно-волокнистый материал (рис. 2) нити
в районе формирующегося отверстия сдвигаются от своего исходного
положения, изгибаются и растягиваются. Наибольшему деформирова-
нию подвергаются нити, соприкасающиеся с поверхностью стержня,
Рис. 1. Общий вид проколотых отверстий в образцах ортотропного стеклопла-
стика
34 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 3
