Оценка напряженно-деформированного состояния в геотекстиле Текст научной статьи по специальности «Физика»

Прочность иглопробивных нетканых полотен зависит от плотности проколов, глубины прокалывания и толщины холста.

Композиционные материалы формировались из вторичного сырья. Сырьём служили рыболовные канаты и сети, которые после окончания срока их эксплуатации разволакнивались на специальных машинах. Предварительно канаты разрезались на отрезки длиной 60 - 80 мм. Назначение этих материалов, выполненных из капрона, может быть весьма разнообразно: жилищное строительство, укрепление дорожных покрытий, автомобилестроение, технические фильтры и так далее.

Опыты на растяжение проводились на образцах, вырезанных по толщине ткани (толщина составляла 7,21 мм) и имеющих размеры 25 Х25 мм. Для изготовления образцов использовался нетканый материал, полученный иглопробивным способом с использованием специальных игл с зазубринами, которые при пробивке сшивали холсты с образованием пучков волокон в виде полых

цилиндров с наружным д, и внутренним йв диаметрами. Внутренний диаметр йв полого цилиндра

принимался равным диаметру иглы - 0,42 мм; наружный диаметр <$н, который является условной

величиной, принимался равным расстоянию между центрами иглопробивания и составляет 0,84 мм.

Каждое соединение (пучок волокна) имеет свою зону действия с1н, на которую распространяются

деформации сжатия в стыке холстов. Зоны действия соседних цилиндров (пучков волокон) пересекаются, что образует прочноплотное соединение. Такое оптимальное соединение

обеспечивается причисле П - 100 иглопробивок на площади образца А = 625 мм2. Диаметры ¿/н и устанавливались весовым методом, с использованием следующих зависимостей:

Ш 2 ■ О)

Црп6тп{\-а2)

где м - масса образца; р - плотность материала; дт - теоретическая (эффективная) толщина ткани; П - число иглопробивок; СС = (%е!с1и ;

ст.. =

(2)

-аг)п

где <7 - истинное напряжение в соединении при осевом растяжении; - осевое усилие при растяжении образца.

Лаврушина Е.Г.

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ГЕОТЕКСТИЛЕ

В настоящее время Иглопробивной нетканый материал (геотекстиль), полученный из вторичного сырья (капрон) находит всё большее применение в дорожном и жилищном строительстве.

При их изготовлении имеют место уплотнённые и разряжённые области (участки), которые влияют на напряжённое состояние и развитие деформационных процессов. Сложность решении задачи состоит в том, что вектор напряжения на любой площадке имеет некоторый эксцентриситет и приводит к учёту моментных напряжений при составлении уравнения равновесия [1, 2].

Применительно к плоской деформации, происходящей в плоскости XV, когда отсутствуют

моменты ГП , ЯЗ, 771 , /Я /И а присутствуют только моменты Ш и ,

XX У л X) }У ——

обозначаемые, как /?7у и т соответственно.

х У

Приведем без вывода полный комплект уравнений плоской задачи моментной теории упругости.

При исключении объёмных сил уравнения равновесия по форме ничем не отличаются от обычных уравнений равновесия теории упругости:

да дт

+

ху

= о;

дт да, +

= О,

(1)

дх ду дх ду

отметим, что касательные напряжения Гп, и Т здесь не обязательно равны друг другу

дт.. дгп

т — т =

+

дх ду Геометрические уравнения: ди ду ду ди

£х Л ,£г> Д. а + Я. '

дх ду дх ду

(2)

(3)

1 (ду ди б)= — -\---

г 2 I дх ду

\

дсо_

дсо,

/

ЭС X ^ ' 1С \ г* ох су

где О), - жёсткий угол поворота элемента.

К первым двум известным для плоской деформации физическим уравнениям

1

~Ё

■м

("У**:)]'

(4)

присоединим выражение для относительного сдвига в новой записи 1 ( \

У =-\т +т (5)

/л> *у У*) к 7

и добавим два новых физических уравнения

Хх=тх/В> Ху=™у/В> (6)

где в=4а - изгибно-крутидьный модуль; I - постоянная материала имеющая размерность длины. Постоянная В характеризует сопротивление граней элемента их искривлению и находится опытным путём.

Для случая одноосного напряженного состояния при <у =0, СУ. = 0, <УХ =0,124 МПа: г = (а + /?)/2=6,295- 10 3; С=3.75МПа; Г^ = у • С - 23,4- 10"4; /¿=0,3; =7,3 м"1; ^ = 0,137 м; ГПХ — 1,17 ■ 10"4 Н/м; В ~ 1,6 • 10ц Н; / =3.2-104 м; о)г = (а - /?)/2 = 1^75 • 10"\

1.

1968. 2.

ЛИТЕРАТУРА

Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. - М.: Высшая школа, Савин Г Н. Концентрация напряжений около отверстия. — Киев: Изд-во АН УССР, 1968.