Page 64 - Zmist-n2-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 2. – Physicochemical Mechanics of Materials

ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНОСТІ БАГАТОШАРОВИХ СТРУКТУР
ІЗ ПРОЗОРИХ ДІЕЛЕКТРИКІВ ОПТИЧНИМИ МЕТОДАМИ

Ю. А. РУДЯК, М. І. ПІДГУРСЬКИЙ
Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я. Горбачевського;
Тернопільський національний технічний університет ім. Івана Пулюя

Комплексно досліджено напружено-деформований та граничний стани багатошаро-
вих структур (гомогенних та гетерогенних триплексів) з тріщиноподібними дефек-
тами в їх елементах у діапазоні 213…293 K. Для ефективного визначення коефіцієн-
тів інтенсивності напружень біля вершин тріщин в органічному та неорганічному
склі розвинуто поляризаційно-оптичний метод для величин оптичної анізотропії,
менших за 1l, де l – довжина хвилі зондувального випромінювання. Для оцінки
граничного стану триплексів, елементами яких є органічне і неорганічне скло та
склеювальний шар, запропоновано фізико-механічний критерій граничного стану –
критерій тензора діелектричної проникності. Проаналізовано міцність чотирьох ва-
ріантів триплексів (гомогенний без та з обрамленням, гетерогенний без та з обрам-
ленням) і вибрано оптимальну конструкцію – гетерогенний триплекс без обрамлення.
Ключові слова: напружено-деформований стан, триплекс, структура, критерій,
діелектрична проникність.
Багатошарові структури як елементи сучасних конструкцій та вузлів агрега-
тів все частіше використовують в інженерній практиці. Розв’язання граничних
задач теорії пружності суттєво ускладнюється, якщо шари містять технологічні
та конструктивні концентратори, особливо тріщиноподібні дефекти та включен-
ня. Для таких структур відсутні ефективні методи, які б комплексно оцінювали
розподіл напружено-деформованого стану (НДС) та граничний стан. Проаналізо-
вано [1, 2] міцність складних структур (включаючи шаруваті) з тріщинами та
надрізами. Виявлено, що під час досліджень на ударну в’язкість зразків Шарпі
тріщина просувається лише до першої на її шляху площини з’єднання шарів.
Крім того, наведено інформацію [2], що окрім тріщин, які виникають усередині
шаруватих матеріалів, доволі часто під час їх виготовлення та експлуатації утво-
рюються і поверхневі тріщини-надрізи, або області локального поверхневого
розшарування. Наведено [3] результати експериментального визначення НДС го-
могенних та гетерогенних триплексів в умовах низьких температур методом фо-
топружності. Виявлено, що під час охолодження триплексів до 213 K тріщини
можуть зароджуватись як в елементах триплексів, так і у склеювальному шарі.
Але не узагальнено результатів комплексної оцінки НДС та граничного багато-
шарових структур за можливого виникнення тріщин у їх елементах.
Нижче комплексно досліджено НДС та граничний стан багатошарових
структур (триплексів) з тріщиноподібними дефектами в їх елементах.
Метод дослідження. Вивчали міцність триплексів за кімнатної та пониже-
них температур, застосовуючи модифікований поляризаційно-оптичний метод
[4] для оцінювання малих величин (до 1λ, де λ – довжина хвилі світла зондуваль-
ного випромінювання) оптичної анізотропії та фізико-механічний критерій гра-

Контактна особа: М. І. ПІДГУРСЬКИЙ, e-mail: pidhurskyy@gmail.com
68