Розробка методу розрахунку кривих деформування волокнистих композиційних  матеріалів з металевою матрицею

Viacheslav Titov; Tetiana Nazaruk

doi:10.37142/2076-2151/2022-1(51)55

Viacheslav Titov Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського»), м. Київ https://orcid.org/0000-0002-4234-6961
Tetiana Nazaruk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського»), м. Київ

DOI: https://doi.org/10.37142/2076-2151/2022-1(51)55

Ключові слова: волокнисті композиційні матеріали, криві деформування, металева матриця, волокно, деформації, напруження.

Анотація

Тітов В. А., Назарук Т. О. Розробка методу розрахунку кривих деформування волокнистих композиційних матеріалів з металевою матрицею

Розроблено метод побудови кривих деформування металевих композиційних матеріалів (КМ), які зміцнені безперервними круглими волокнами. Метод враховує механічні властивості структурних компонент (волокна і матриці), їх розміри та взаємне положення в КМ. Враховуючи ортотропність властивостей, метод розповсюджується на деформування волокнистих КМ в умовах лінійного навантаження (розтяг або стиск) в площинах, що перпендикулярні напрямку волокон.

Аналіз процесу деформування волокнистих КМ показує, що при деформуванні виникає суттєва нерівномірність деформацій пластичної матриці. Так, оцінка деформування КМ системи Al-B показує, що при зміні кроку волокон в межах 0,16 – 0,24 мм та діаметрі волокон 0,14 мм величина межі пропорційності композиту становить 0,12 – 0,42 від межі пропорційності матриці.

Отримані залежності, що дозволяють розраховувати криві деформування металевого композиту в пружньопластичній області на основі властивостей матеріалу матриці. Отримані криві деформування для типових КМ систем Al-B для деформацій до 0,5 – 0,6%.

Метод може бути ефективним для прогнозування пластичних властивостей при проектуванні структури нових КМ.

Біографії авторів

Viacheslav Titov, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського»), м. Київ

д-р техн. наук, професор

Tetiana Nazaruk, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського»), м. Київ

магістрант

Посилання

Composite materials. Directory. Ed. D.M. Karpinosa. Kyiv: Naukova dumka. 1985. 592 p. (in Russian).

Composite materials. T. 8. Analysis and design of structures. Ed. L. Brautman and R. Krok. Moscow: Mir. 1978. 508 p. (in Russian).

Kryvov G.A., Titov V.A., Lupkin B.V., et al. Structures from metallic composite materials. Kyiv: Technika. 1992. 224 p. (in Russian).

Kryvov G.A., Titov V.A., Fedorenko Yu.M., et al. Moderation of technological processes of forming parts from flat metal-polymer composites. Mechanics of composite materials. 1995. 3, pp. 417-427. (in Russian).

Titov V.A., Mitrofanova V.V., Shlyannikov V.N. Construction of diagrams of CM deformation on a metal matrix reinforced with continuous fibers. Technology of production of parts from composite materials. Moscow: VYMY. 1991, p. 57. (in Russian).