Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

В результате и стержневой системе момент появления локально­

Так как мы рассматриваем композиты с матрицей, разрушаю­ щейся хрупким образом, то зародившаяся и перенапряженной точке матричной прослойки трещина приведет к практически мгновенно­ му разрушению данного структурного элемента за счет сс быстрого катастрофического роста. На рис. 10 такая трещина изображена ипрнхоиоП линией. Однако уничтожение одного структурного эле­ мента не должно вызывать мгновенного хрупкого разрушения всей конструкции п целом. Как уже говорилось, трещина локализуется в том же структурном элементе, где н возникла (если нет дополни­ тельного подводи энергии цзине), не оказывая влияния на механи­ ческие свойства соседей. Разрушение СЭ и модели имитировалось путем умсвынеиин жесткости соответствующего ССЭ до значений, близких к пулю (10-^ -г- 10”а/?гп)*

На представлены модельные кривые нагружения д л я наполнен­ ных зернистых композитов монофракциопной структуры с различ­ ной концентрацией дисперсной фазы *р. По оси абсцисс отложена задаваемая макродеформация модельного "образца*, а но оси орди­ нат — возникающее в нем растягивающее макронапряженне.

Псе кривые но мере увеличения приложенной деформации сна­ чала плавно загибаются п сторону уменьшения текущих эн&чсикй эффективного модуля, а затем, при достижении некоторой крити­ ческой точки, резко скачкообразно падают, что можно квалнфнцк- |ювать как глобальное разрушен не "образца". (Предполагалось, что разгрузка идет но линейному закону.) Такое поведение композитной системы объясняется следующими особенностями процесса накопле­ ния повреждений в материале, выявленными при анализе получен­ ной с помощью СМЫК информации.

На первом этапе нагружения (восходящая ветвь кривой) возника­ ющие в структуре локальные повреждения распределены по объему

Рис. 13. Эпюры относительных отклонении э к а ч с и н Л растягноающсИ мокродс- ^орм&шпе Лс^/су па дуишс модельного *образца"

стяжение оно испытывает и тем скорее произойдет его "разрыв" — типичный слумаИ процесса с положительной обратной связью.

Па рис. 14 предстаплепы результаты исследования развития по вреждеииостн Сь и монодисперспых зернистых композитах при раз­ личных степенях наполнения уэ. Количествен но Съ оценивалась как отяошепне имеющихся к структуре разрушенных элементов к обще­ му их числу.

На основании этих данных можно сделать следующие выводы. По-псрюых, при увеличении приложенной нагрузки степень по­

врежденное!и илтиго нарастает до некоторого критического значе­ ния с ;. В этой точке кривая С*(р = соп$1, е/с\) терпит разрыв про­ изводной первого рода, причем величина деформации соответствует помету начала резкого падения эффективного модуля композита.

Вовторых, значение С1 существен но зависит от степени наполне­ ния у». Так, если для концентрации, соответствующей 40%, критичс-