Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния поверхностных слоев углепластика при осевом растяжении методом корреляции цифровых изображений

  • А.М. Устинов Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
  • А.А. Клопотов Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия) Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
  • А.И. Потекаев Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
  • Ю.А. Абзаев Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
  • В.С. Плевков Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
Ключевые слова: деформированное состояние, структурные элементы деформации, корреляция цифровых изображений, углепластик, композит

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований методом корреляции цифровых изображений, эволюции распределения во времени деформированного состояния поверхностных слоев углепластика в процессе осевого растяжения. Исследования были проведены на образцах из углепластика размерами 250×12×1,5 мм. В качестве матрицы в композите был использован двухкомпонентный эпоксидный состав Resin 530+ с наполнителем из углеродной однонаправленной ткани Tape 530. С ростом степени общей деформации образца при испытании происходит эволюция пространственных структурных элементов деформации от слоистого распределения очагов локальных деформаций на поверхности образца (размерами 2 ÷ 6 мм) с низкими значениями деформации в области этих очагов на более однородное распределение деформации на поверхности (мелкодисперсные области локальных деформаций с размерами меньше 1 мм). Выявленное отсутствие на поверхности углепластика при деформации растяжением значительных локальных очагов деформаций свидетельствует о равномерном распределении деформаций в композите вплоть до стадии, предшествующей его разрушению. Установлено, что при достижении значения деформации порядка 1,8% начинается процесс разрушения углепластика.

DOI 10.14258/izvasu(2018)1-10

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

А.М. Устинов, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций Томского архитектурно-строительного университета
А.А. Клопотов, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия) Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
профессор кафедры прикладной механики и материаловедения Томского архитектурно-строительного университета
А.И. Потекаев, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
директор Сибирского физико-технического института при Томском государственном университете
Ю.А. Абзаев, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
профессор кафедры высшей математики Томского архитектурно-строительного университета
В.С. Плевков, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций Томского архитектурно-строительного университета

Литература

Manalo A., Sirimanna C., Karunasena W., McGarva L., Falzon P. Pre-impregnated Carbon Fibre Reinforced Composite System for Patch Repair of Steel I-beams // Construction and Building Materials. — 2016. — V. 105.

Haghani R., Al-Emrani M., Kliger R.. Effects of geometrical modifications on behavior of adhesive joints used to bond CFRP laminates to steel members — experimental investigation // Conference proceedings: NSCC. — 2009.

Heshmati M., Haghani R., Al-Emrani M. Durability of bonded FRP-to-steel joints: Effects of moisture, de-icing salt solution, temperature and FRP type// Composites Part. B. — 2017. — V. 119.

Ustinov A., Kopanitsa D., Abzaev Yu., Klopotov A. and et. al. Study of deformations evolution near-surface layers of adhesive joints // AIP Conference Proceedings. — 2017. — №1800.

Chowdhury E.U., Green M.F., Bisby L.A., Bénichou N., Kodur V. K. R. Thermal and Mechanical Characterization of Fibre Reinforced Polymers, Concrete, Steel, and Insulation Materials for use in Numerical Fire Endurance Modelling // Uneversi ondece documents etrouvedans: Structures under Extreme Loading, Proceedings of Protect — 2007, Whistler, B.C. — 2007.

Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты : карманный справочник. — М., 2004.

Любин Дж. Справочник по композиционным материалам : в 2 кн. — М., 1998.

Карлинос Д.М. Композиционные материалы : справочник. — Киев, 1985.

Геракович К. Нeурпугие cвoйcтвa кoмпозитных мaтepиалов // Mеханика. Новое в зарубежной науке. — М., 1978.

Федоров В.С., Копаница Д.Г., Клопотов А.А., Абзаев А.Ю., Устинов А.М., Данильсон А.В., Кошко Б.О. Экспериментальные исследования упругопластической деформации клеевых соединений методом корреляции цифровых изображений // Вестник Томского гос. архитектурно-строит. ун-та. — 2017. — № 2.

Копаница Д.Г., Устинов А.М., Потекаев А.И., Клопотов А.А., Марченко Е.С. Изменения напряженно-деформированных состояний приповерхностных слоев стали в процессе нагружения // Известия вузов. Физика. — 2017. — Т. 60. №9.

Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2010. — №5.

Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник Пермского гос. тех. ун-та. Механика. — 2011. — №2.

Опубликован
2018-03-06
Как цитировать
Устинов, А., Клопотов, А., Потекаев, А., Абзаев, Ю., & Плевков, В. (2018). Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния поверхностных слоев углепластика при осевом растяжении методом корреляции цифровых изображений. Известия Алтайского государственного университета, (1(99), 58-63. https://doi.org/10.14258/izvasu(2018)1-10