Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 69 ОБОРУДОВАНИЕ УДК 620.172/178.2 ЧИСЛЕННО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СЛОИСТЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ* Н.А. КОВАЛЕНКО 1,2 , аспирант, инженер И.П. ОЛЕГИН 1 , доктор техн. наук, профессор Т.Б. ГОЦЕЛЮК 1,2 , канд. техн. наук, доцент, нач-к сектора В.Н.ЧАПЛЫГИН 2 , нач-к отдела П.М. ПЕТРОВ 2 ( 1 НГТУ, г. Новосибирск, 2 ФГУП «СибНИА им. С. А. Чаплыгина», г. Новосибирск ) Поступила 12 ноября 2013 Рецензирование 15 января 2014 Принята к печати 17 января 2014 Коваленко Н.А. – 630073, Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: natasha_kovalenko@ngs.ru Представлены результаты экспериментального исследования прочности образцов из слоистого углепла- стика с концентраторами напряжений типа цилиндрическое и зенкованное отверстие. Приведены фотогра- фии испытанных образцов как с концентраторами напряжений, так и гладкого образца для типовой укладки слоев. Степень падения прочности, полученная экспериментальным путем, в зависимости от типа концентра- тора и материала образца представлена в виде таблицы. Наряду с экспериментом проведена численная оцен- ка прочности исследуемых образцов с использованием градиентного критерия (случай сжатия) и критерия по напряжениям в точке Нуизмера (случай растяжения). Аналогично степень падения прочности образцов, полученная с помощью критериев, представлена в виде таблиц. Исходя из сравнения результатов, получен- ных численным и экспериментальным путем, предложены параметры критерия Нуизмера, соответствующие экспериментальным разрушающим напряжениям образцов. Приведены рекомендации по применению рас- смотренных критериев оценки прочности к исследуемым типам слоистых композитов в зависимости от вида концентратора напряжений. Ключевые слова: углепластик, критерии разрушения, концентратор напряжений, коэффициент падения прочности. _______________ * Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, по государствен- ному заданию № 2014/138, проект № 435. Введение Большинство известных критериев разру- шения слоистых композиционных материалов (СКМ) кроме паспортных данных монослоя опи- раются еще и на дополнительно определяемые экспериментальные параметры, будь то критерий разрушения для гладкого образца или образца, содержащего концентратор напряжений (КН). Известно, что при оценке предела прочности гладких образцов из СКМ такие критерии, как критерий Аззи-Цая, Норриса и др. [1–4], пока- зывают хорошее совпадение с эксперименталь- но определенным пределом прочности, причем