Proiectarea Asistată De Calculator a Materialelor Compozite de Tip Multistrat Folosite la Fabricarea Rezervoarelor din Materiale Plastice Armate cu Fibre

1. ASPECTE TEORETICE

1.1. Încarcari si deformari mecanice

În cazul general al unui material oarecare trebuie sa ne asiguram ca materialul nu se va rupe (deci are o rezistenta mecanica adecvata) si nu se va deforma excesiv sub o anumita forta de încarcare (deci are o anumita rigiditate). Din acest motiv este necesar sa se cunoasca metodele de calcul a rezistentei si rigiditatii materialelor compozite.

Se considera ca încarcarile mecanice care actioneaza asupra unei structuri sau asupra unui component sunt de doua feluri: forte si cupluri de forte (fig. 1).

Fortele pot fi împartite în:

- forte de întindere

- forte de compresiune

- forte de forfecare

Cuplurile de forte se pot împarti în:

- momente de încovoiere

- momente de torsiune

Toate acestea pot actiona izolat sau în mod combinat

1.2. Efort  deformare

De obicei se calculeaza valorile eforturilor directe (ca rapoarte între fortele de întindere sau de compresiune si aria sectiunii transversale), s si eforturile de forfecare (ca rapoarte între forte de forfecare si aria suprafetei), t. Unitatea de masura a efortului este N/m2 sau Pa.

Se definesc: - eforturi directe:

(1)

- eforturi de forfecare:

(2)

[s, t] = [N/m2] sau [Pa];

Un moment de încovoiere singur va da nastere la un efort direct care va varia liniar în adâncimea componentului, de la un efort de întindere pe o suprafata, la un efort de compresiune pe cealalta suprafata; o forta transversala (normala la axa longitudinala a unei bare) va cauza atât eforturi de forfecare cât si eforturi directe (fig. 1). Un moment de torsiune va da nastere la eforturi de forfecare.

Fig. 1 Încarcari mecanice si deformarile corespunzatoare

Acestea variaza liniar, dar vor putea fi calculate usor numai pentru componente simple (forte si cupluri) raportate la unitatea de latime (fig.2, fig.3).

ig.2. Încarcari si eforturile corespunzatoare

Fig.3. Încarcari mecanice ce actioneaza asupra unei placi

1.3. Relatii efort-deformare

Când se rezolva probleme de analiza mecanica, se cunosc de obicei eforturile (din încarcarile aplicate) si se calculeaza deformarile corespunzatoare. Pentru deformari mari (de exemplu elastice), aceste marimi sunt legate prin constante elastice care depind de natura materialului.

Pentru cazul simplu al unei încercari mecanice pe o singura directie, efortul direct si deformarea sunt legate prin intermediul modulului Young, E: