Рис. 3. Геометрия раскола слоя (
1
) при формовании отверстия (
2
) в неотвер-
жденном ортотропном полимерно-волокнистом материале
водящего к увеличению исходного коэффициента армирования воло-
кон вдоль стрелки раскола до значения
ϑ
x
=
ϑ
в
+ Δ
ϑ
x
, где
Δ
ϑ
x
—
приращения коэффициента армирования волокон.
Уплотнение волокон происходит за счет заполнения жидкотеку-
чим связующим образующихся пустот, удаления исходных газовых
включений, перетекания связующего через пористую среду наружу,
а также за счет местного увеличения толщины стенки конструкции
(выпучивания, см. рис. 1 и 2) в районе формируемого отверстия, если
нет внешнего обжатия
P
сж
многослойного пакета. При этом влияние
реологических факторов, т.е. восстановление среды после окончания
процесса, в данной постановке задачи не учитывается. Другие огра-
ничения будут оговорены ниже.
Для установившегося равновесия сил упругости нити и реакции
неотвержденного композиционного материала запишем систему урав-
нений в интегральной форме, позволяющую для заданного материала
и размеров индентора найти взаимосвязь параметров и их конкретные
значения или величины.
Пусть плоский многослойный пакет состоит из однонаправлен-
ных слоев, пропитанных связующим нитей, толщиной
h
сл
(см. рис. 2),
последовательно уложенных (намотанных) в продольном (координата
OX
)
и поперечном (координата
OY
)
направлениях (см. рис. 3).
При внедрении индентора в многослойный ортотропный пакет в
нем возникает внутрислойное давление
q
x
, обусловленное сдвигом и
уплотнением нитей в плоскости
XY
. При этом в крайних по стрелке
раскола нитях возникнет максимальная растягивающая сила
F
x
=
σ
н
(
x
)
b
н
(
x
)
h
сл
=
N
x
h
сл
,
(1)
где
σ
н
(
x
)
и
N
x
— текущие напряжение и сила растяжения в нитях,
b
н
(
x
) =
b
н
ϑ
в
/ϑ
x
— текущая толщина нити,
b
н
и
ϑ
в
— соответственно
36 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 3
