Кручение и срез

Напряжения кручения и среза относятся к группе касательных или тангенциальных.

Напряжение, возникающее при кручении, еще называют напряжением сдвига. Касательные напряжения действуют в нагруженных конструкциях различных технических устройств, в которых и применяются полимерные материалы с повышенным комплексом физико-механических характеристик. Это главным образом композиционные армированные пластики на основе густо-сетчатых полимерных связующих.

Напряжения кручения, фкр определяются по схеме, представленной на рис. 7,а. Крутящий момент Мкр приложен к концу консольного стержня, например, трубчатой формы и закручивает его на угол ц. Величина Мкр постоянна по длине стержня l (рис. 7,б), соответственно, постоянно и значение фкр.

Рис. 7 Схема испытания на кручение: а — установка и нагружение трубчатого образца; б — эпюра крутящего момента; в — зависимость напряжения кручения от угла закручивания для стеклопластиков на основе: 1 — эпокспорезольного связующего; 2,3 — полиэфирной смолы ПН-3 с различной по свойствам стеклотканью

Величина угла закручивания, может существенно влиять на получаемые результаты, особенно для материалов с выраженной пластичностью (рис. 7,в). Большая деформируемость стеклопластиков на основе ненасыщенного полиэфира ПН-3 по сравнению с эпоксифенольным связующим является причиной нелинейности графической функции фкр от угла закручивания ц (кривые 2 и 3). Прочность пластмасс при касательных напряжениях кручения (сдвига) значительно ниже, чем прочность при одноосном нагружении. Если разрушающее напряжение при растяжении жесткого стеклопластика СТЭФ составляет 240 МПа, то прочность при кручении 123,5 МПа, то есть вдвое ниже. Для вязкоупругих пластмасс фкр? (0,6 ч 0,7) ур. [3].

Напряжение среза определяют в условиях двойного среза в приспособлении, обеспечивающем практически беззазорное сопряжение деталей 1 и 2 (рис. 8), соединенных цилиндрическим образцом 3. Величина напряжения среза фср рассчитывается по уравнению:

где S ~ рdІ/2. Перед испытанием на срез образцы рекомендуется термостатировать при температуре 20 °C в течение не менее 48 часов в воздушной среде с относительной влажностью 50−60%.