Критерий прочности композитов

[IGL 8]

Здравствуйте

Какой критерий прочности для композитов применяется в инженерных расчетах на практике в настоящее время?

Читал, что для каждого композита он свой. Мне же интересно знать про углерод-углеродный материал с дискретными волокнами (что-то типа войлока) и углерод-углеродный композит с непрерывными волокнами, т.е. намотанный на форму или сделанный на основе многих слоев ткани.

Также буду благодарен если кто поделится своим опытом в расчете НДС и анализе несущей способности конструкций из композитов в ANSYS.

Заранее благодарен

[Fedor 1 602]

Может пригодится. В строительстве принято считать, что единый материал имеет совместные деформации, то есть для железобетона, например, справедлива гипотеза плоских сечений для балок и оболочек, а дальше прочность определяется по исчерпанию несущей способности всего композита.

[Satellit 0]

Указанные вами композиты скорее всего обладают ортотропными свойствами. Критерий Тсая-Хилла для ортотропного материала вполне подойдет.

[IGL 8]

а литературку не подскажите где почитать про применение этого критерия?

[AlexKaz 1 825]

Up!

На столе лежит отчёт об НДС детальки из слоистого композита, оценку вели по критерию Мизеса-Хилла. Сразу отправлять в утиль?

 

Расчет на прочность осуществлялся методом конечных элементов с использованием теории слоистых композиционных материалов. Коэффициент разрушения пакета оценивался по наиболее нагруженному слою по критерию прочности Мизеса – Хилла.

Изменено 18 марта 2016 пользователем AlexKaz

[soklakov 1 476]

Сразу отправлять в утиль?

Зачем так сразу-то? У Вас к Мизесу личная неприязнь какая-то?   

[AlexKaz 1 825]

Из курса Критерии прочности и пластичности - есть куча формул альтернативной оценки композитов. Если я буду ориентироваться на них, придётся пересчитывать НДС. Интересует, оценка НДС слоя по Мизесу - это норма?

Точнее, не пересчитывать, а переоценивать, что не есть гуд...

Без погружения в тему ещё одна непонятка - многослойная плитка должна удержать нагрузку даже при разрушении нескольких слоёв из всего множества. И такой сценарий необходимо учитывать?

[soklakov 1 476]

И такой сценарий необходимо учитывать?

Вам не кажется, что чтобы говорить что нужно делать, слишком мало вводных данных?

Если прям должна удерживать, то, конечно, нужно учитывать. Какие еще варианты?

Труба должна выдержать нагрузку через десять лет интенсивной коррозии. Нужно это учитывать? Как по-другому?

 

Интересует, оценка НДС слоя по Мизесу - это норма?

При прочих неизвестных пусть материал слоя однородный,изотропный, равнопрочный на растяжение-сжатие и т.д.  Почему бы и не Мизес.

[vl 327]

по хорошему в отчете должно быть обоснование, почему такой критерий 

а если нет, то и в правду, в утиль

[Vova 419]

У композитора разные критерии есть, нужно один выбрать и по нему всегда оценивать. В 2005 году пользовался для композитов Tasu-Wu критерий.
https://en.wikipedia.org/wiki/Tsai%E2%80%93Wu_failure_criterion

[AlexKaz 1 825]

Угу, точно, конструкция должна работать без разрушения, поэтому оценивают по прочности слоя. А на счет изотропии хороший вопрос, и в отчёте обоснования нет. Спасибо всем большое!

Кстати, в Вики делают прямую отсылку к работе Гольденблата и Копнова, в их книжке многие критерии доступно излагаются по состоянию на 60-е - 70-е гг.

[FSA-FSA 249]

Попадалась как-то статейка года 3-4 тому... То-ли по теме Генуа Альфастар, То-ли НеНастарн. Сам хочу ее повторно найти - честно говоря.

 

Обсуждались все эти "устаревшие" критерии - Цая, Вю, Азиза, Хашин, Пук. Неважно в общем. Немножко прославлялась какой-то из номеров LaRC.. LaRC02 наверное...

 

Что запомнилось... - Все эти критерии на практике дают ошибку в 1,5-2 раза - утверждают авторы. 

 

Вот и думается - раз так, то чем уж так плох - старый-добрый Мизес+?   ,особенно с учета разброса мех. свойств  самого композита от партии к партии...

Изменено 18 марта 2016 пользователем FSA-FSA

[soklakov 1 476]

Вот и думается - раз так, то чем уж так плох - старый-добрый Мизес+?   ,особенно с учета разброса мех. свойств  самого композита от партии к партии...

Да ни чем не плох, если дает совпадение с экспериментом. Вот только дает ли.

Учет разброса свойств в простейшем варианте можно выполнять принимая худшие значения. Чуть сложнее - Six-Sigma  анализ.

[Fedor 1 602]

Мизес хорош только для материалов одинаково сопротивляющихся сопротивлению- сжатию. И то с отсечкой в зоне растяжения. В общем случае лучше обобщение как у Друкера-Прагера.

Филоненко-Бородич М.М. Механические теории прочности. М. 1961 - в этой книге есть оценка точности теорий прочности. Где-то 15 % по экспериментам насколько помню.

Можно подойти более универсально http://www.pinega3.narod.ru/durabi/Durability.htm. Основной вопрос научиться использовать гипотезу единой кривой предельного состояния... :)

[dbarlam 184]

(1) Проверить надо отдельно для матрицы (клей) и отдельно для волокон

(2) Из обсуждений и бесед с коллегами - пользовался много лет самым простым - Maximum Strain -это для волокон на растяжение

(3) Если речь идет о сжатии композита - картина другая и может развиваться мотеря устойчивости волокна на матрице- как

балка на упругом основании

Эта задача много сложнее но и здесь есть много полезного материала в печати ( на английском правда) - в частности как определять допускаемые нагрузки на сжатие

[Fedor 1 602]

В композитах стоит учесть опыт строителей. Они постоянно имеют дело с армированным бетоном то есть композитом. И обычно определяют предельные интегральные характеристики для сечений. Момент предельный как правило. Он определяется армированием. В колоннах и сжатие и момент. :)