Control of Composite Nonlinear Deformation by Local Curvature of Yarns

Аннотация

На основе уточнённой теории сухих пучков выполнен анализ необходимой искривлённости («разнодлинности») нитей в тканевом композите для получения максимального эффекта псевдопластичности – постоянства напряжений «текучести» при деформировании. Разнодлинность обеспечивает последовательное разрушение нитей: сначала разрушаются прямолинейные нити, а в конце – максимально искривлённые. Наличие полимерной матрицы обеспечивает монолитность и высокое демпфирование колебаний за счёт интенсификации сдвигов в матрице при растяжении/сжатии композита. Для имитации идеальной упругопластической диаграммы растяжения композита был найден закон изменения длин волокон, механические свойства которых считались одинаковыми. Экспериментальные исследования технологических возможностей локального искривления нитей в тканевых преформах выполнены методом индентирования массивом конических или плоских игл. Показано, что при использовании конических игл реализуется синхронное искривление нитей основы и утка в равной степени. Изменяя шаг игл, можно программировать соотношение прямолинейных и искривлённых нитей так, чтобы оно максимально соответствовало расчётной величине, необходимой для получения заданной длины площадки «текучести». Применение плоских игл с различной ориентацией к направлению основных нитей позволяет получать «анизотропное» искривление нитей, например, искривление лишь одного семейства. Экспериментальные исследования деформирования тканей с локально искривлёнными нитями выполнены на арамидных тканях полотняного переплетения и тканях из углеродных волокон саржевого плетения.