Анализ контактного взаимодействия полимерного сотового заполнителя с несущими слоями в трёхслойных конструкциях

Рассматривается задача исследования механических характеристик трёхслойных композитных конструкций на границе контакта несущих слоёв и лёгкого заполнителя. Приводятся результаты прочностных испытаний образцов трёхслойных конструкций с обшивками из высокопрочных углепластиков и полимерным сотовым заполнителем при различных случаях нагружения. Отмечается, что при испытаниях на четырёхточечный изгиб и чистый сдвиг имеет место расхождение в определении предельных касательных напряжений. В целях интерпретации экспериментальных данных проводится численный анализ зоны контактного взаимодействия обшивок и заполнителя трёхслойной композитной конструкции. Отмечается, что наличие существенных нормальных напряжений в клеевом слое при сдвиговых испытаниях приводит к отрыву несущих слоёв от заполнителя и занижению значений касательных напряжений на величину порядка 20% по сравнению с результатами испытаний на четырёхточечный изгиб. Предлагаются рекомендации по назначению предельных сдвиговых напряжений для использования в практических расчётах трёхслойных композитных конструкций.