Документ содержит методику обработки результатов испытаний ударостойкости композитных материалов, включая формулы расчета энергии удара и характеристики повреждений в зависимости от уровня энергии удара. Приведены данные о проведенных экспериментах с различными образцами сотовых панелей, их характеристиками и типами повреждений. Также документ включает экспериментальные данные о нагрузке, времени и поглощенной энергии.

1. Казанский Государственный Технический Университет им. А.Н.Туполева
Контроль и испытания композитных конструкций
Тема 6. Ударостойкость и энергопоглощение
композиционных материалов и конструкций
Лекция 15. Обработка результатов.
Ударостойкость сэндвич конструкций
Авторы: к.т.н. Батраков В.В.
ст.н.с. Двоеглазов И.В.

2. Методика обработки данных (ASTM-D 7136/D 7136M-05e1)
15
Энергия удара
E = CE h
mvi2
Ei =
2
E
H=
md g
H=
E
mdlbm
Скорость удара
vi =
(W12 )
(t + t ) 

+ g  ti − 1 2 
(t2 − t1 )
2 

CV = 100 × S n−1 / х
 n

x =∑ i / n
x
1
i=

1 Ft
vt = vi + gt − ∫
dt
0 m
Внедрение ударника
gt 2 1  1 F (t ) 
δ (t ) = δ i + vi t +
− ∫ ∫
dt dt
0
0 m
2


S n−1
 n 2

=  ∑ xi − nx 2  /( n − 1)
 i=1

Поглощенная энергия
(vi2 − v(t ) 2 )
Ea (t ) =
+ mgδ (t )
2
КГТУ им. А.Н.Туполева
2

3. Проведение эксперимента
2
Низкоскоростной удар (до 20 м/с)
Низкий уровень энергии
(до 15 Дж)
Средний уровень энергии
(до 30 Дж)
Высокий уровень энергии
(свыше 30 Дж)
Характерные повреждения
-Разрушение волокна обшивки;
-Значительное смятие заполнителя;
-Отслоение заполнителя от обшивки.
-пробой обшивки;
-расслония в обшивке;
-разрушение заполнителя;
-подмятие заполнителя;
Снижение механических характеристик панели
- на продольное сжатие;
-незначительно на сдвиг;
- на продольное сжатие;
- на сдвиг;
- на отрыв обшивки.
КГТУ им. А.Н.Туполева
- на продольное сжатие;
- на сдвиг;
- на поперечное сжатие
3

4. Характерные повреждения сотовых панелей
6
Подмятие заполнителя
Различные повреждения обшивок
КГТУ им. А.Н.Туполева
4

5. Проведение эксперимента
Удар 26 Дж сферой 20 мм
15
Удар 56 Дж сферой 20 мм
Характерные повреждения
КГТУ им. А.Н.Туполева
5

6. Проведение эксперимента
15
Удар 14 Дж сферой 20 мм
Соты «Nomex®»
Z-гофр 70
Z-гофр 130
Удар 56 Дж сферой 20 мм
Соты «Nomex®»
Z-гофр 130
Z-гофр 70
Испытано 50 образцов
КГТУ им. А.Н.Туполева
6

7. Экспериментальные данные
15
Удар 14 Дж сферой 20 мм
Соты «Nomex®»
Параметры удара: Нагрузка–Время
Поглощенная энергия–Время
16
14000
14
12000
10000
12
8000
10
6000
8
4000
Ряд1
Ряд2
6
2000
4
0
2
-2000
0
-4000
0
5
10
15
20
25
time
Z-гофр 70
16
1600
14
1400
1200
12
1000
10
800
8
600
6
400
4
200
2
0
0
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
-2
18
-200
-400
time
КГТУ им. А.Н.Туполева
16
7
Ряд1
Ряд2

8. Постударные испытания
Предварительные испытания на продольное сжатие
Характер разрушения панелей
КГТУ им. А.Н.Туполева
8