Усталостная чувствительность стеклопластиков в условиях пропорционального циклического растяжения с кручением

Изготовленные из композиционных материалов конструкции в процессе эксплуатации подвержены циклическим, динамическим, вибрационным и другим воздействиям, приводящим к накоплению повреждений и постепенной деградации механических характеристик. В связи с этим актуальным является проведение экспериментальных и теоретических исследований влияния комбинированных воздействий на изменение механических характеристик материала. При этом необходим учет реализуемого в конструкциях сложного напряженного состояния. Данная работа посвящена экспериментальному исследованию закономерностей деградации жесткостных характеристик стеклопластиковых трубчатых образцов, полученных непрерывной намоткой, по мере накопления усталостных повреждений вследствие двухосного пропорционального циклического воздействия. Рассмотрены методические аспекты реализации двухосного нагружения. Проведены квазистатические и усталостные испытания образцов с различными углами намотки при одноосном растяжении, кручении, а также пропорциональном растяжении с кручением с тремя различными соотношениями нормальной и касательной компонент тензора напряжений. Выявлено наличие ниспадающего участка на диаграммах нагружения при кручении. Построены поверхности прочности. С использованием ранее разработанной авторами аппроксимации кривых усталостной чувствительности проведена обработка экспериментальных данных о снижении динамических модулей упругости по мере роста числа циклов воздействия. Отмечена высокая описательная способность разработанной модели и низкие значения коэффициентов вариации рассчитанных параметров. Выявлены немонотонные зависимости параметров модели от вида напряженного состояния. Обнаружено значительное влияние угла намотки на усталостную чувствительность композита. Сделан вывод о необходимости учета возникающего вследствие усталостных повреждений снижения механических характеристик материалов в расчетах конструкций и рациональности проведения дальнейших экспериментальных исследований для верификации ранее разработанных моделей.