Скачкообразное отслоение
В механике разрушения композитных материалов известно влияние структуры материала на картину разрушения. В частности, в зонах сжатия может произойти отслоение, причиной которого
является местная потеря устойчивости, обычно сопровождающаяся разрывом связующего [8,31,54].
Полный анализ этого динамического процесса труден, поэтому в работах Л.М.Качанова [31, 32] рассмотрен энергетический критерий Гриффитса, приводящий к нижней оценке напряжений расслаивания. Предполагается, что перед выщелкиванием в слое толщиной ho накоплена упругая энергия сжатия U\. После выщелкивания этот слой будет обладать энергией ІІ2, которую в этом случае полагают преимущественно энергией изгиба [32]. Исходя из концепции Гриффитса работа разрушения представляется в виде
где S — площадь поверхности отрыва, а 7 — удельная работа разрушения, т.е. работа разрушения, необходимая для образования единицы площади свободной поверхности (при этом образуются две свободные поверхности площадью S). Предполагается, что при отслаивании происходит переход к более низкому энергетическому уровню, т. е. нижняя граница опасного напряжения определяется из соотношения
В работе [32] отмечается, что необходимо различать случаи отслаивания с плоской и кривой поверхности. В случае отслаивания с кривой поверхности можно не учитывать сжатие отслаиваемого участка и полагать, что амплитуда выпучивания не зависит от напряжений сжатия. В этом случае потенциальная энергия изгиба изотропного слоя имеет вид
где А\ , А2 — положительные коэффициенты. При фиксированных Аі,А2 по соотношению (1.3) можно определить нижнюю границу опасного напряжения и толщину слоя, наиболее склонного к вы- щелкиванйю:
