Богачева В.Э., Лавит И.М., Перова О.С. Влияние толщины упругопластического адгезионного слоя композита на значение J-интеграла // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2025. № 4(66). С. 214-224. DOI: https://doi.org/10.37972/chgpu.2025.66.4.014. EDN: ULADPS.

Автор(ы)

Богачева В.Э. — Тульский государственный университетORCIDeLibrary

Лавит И.М. — Тульский государственный университетORCIDeLibrary

Перова О.С. — Тульский государственный университетORCIDeLibrary

Название статьи

Влияние толщины упругопластического адгезионного слоя композита на значение J-интеграла

Название (англ.): Effect of the thickness of the elastoplastic adhesive layer of the composite on the value of the J-integral

Индекс(ы) УДК

539.375

DOI

10.37972/chgpu.2025.66.4.014

EDN

ULADPS

Ключевые слова

адгезионный слой; композит; слой взаимодействия; нормальный отрыв; упругопластическое деформирование; J-интеграл

Аннотация

Исследуется упругопластическое деформирование композитной пластины, соответствующее нагружению нормальным отрывом, в состоянии плоской деформации. Рассматриваемый образец состоит из двух упругих консолей, связанных упругопластическим адгезионным слоем. Используется аналитическое решение, основанное на концепции «слоя взаимодействия», теории пластин Миндлина—Рейсснера и критерия Треска—Сен-Венана при условии полной пластичности. Найдена формула для определения значений прочностной характеристики в виде J-интеграла. Показано, что у двух адгезивов с различными механическими свойствами погрешность аналитических и экспериментальных значений J-интеграла не превышает 5 %, а при уменьшении толщины адгезионного слоя значения J-интеграла стремятся к определенному значению.

Финансирование

Название программы финансирования: Работа выполнена при поддержке госзадания Минобрнауки РФ (шифр FEWG-2023-0002).. Номер программы финансирования: FEWG-2023-0002. Организация, предоставившая финансирование: Госзадание Минобрнауки РФ.

Даты

Поступила: 10.09.2025; Принята: 22.12.2025; Опубликована: 30.12.2025

Страницы

214-224

Полная версия статьи

Скачать PDF

QR-код EDN

1. Prandtl L., Knauss W. G. A thought model for the fracture of brittle solids // International Journal of Fracture. - 2011. - Т. 171, № 2. - С. 105-109.  DOI: 10.1007/s10704-011-9637-3 EDN: EUCMLH
2. Ентов В. М., Салганик Р. Л. К модели хрупкого разрушения Прандтля // Известия Академии наук СССР. Механика твердого тела. - 1968. - № 6. - С. 87-99.
3. Салганик Р. Л., Мищенко А. А., Федотов А. А. Напряженное состояние в окрестности выработки, пройденной в глубокозалегающем горизонтальном пласте // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2015. - № 2. - С. 24-33. EDN: TQUWVL
4. Макклинток Ф. Пластические аспекты разрушения // Разрушение. Т. 3. - М.: Мир, 1975. - С. 67-262.
5. Glagolev V. V., Markin A. A. Fracture models for solid bodies, based on a linear scale parameter // International Journal of Solids and Structures. - 2019. - Т. 158. - С. 141-149. - DOI: doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2018.09.002.
6. Comparative evaluation of the Double-Cantilever Beam and Tapered DoubleCantilever Beam tests for estimation of the tensile fracture toughness of adhesive joints / R. M. Lopes [и др.] // Journal of Adhesion and Adhesives. - 2016. - Т. 67. - С. 103-111. -  DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2015.12.032
7. Богачева В. Э., Перова О. С. Влияние геометрических характеристик композита на напряженное состояние тонкого адгезионного слоя // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. - 2024. - 4 (62). - С. 97-106. - -  DOI: 10.37972/chgpu.2024.62.4.011 EDN: QYGMSH
8. Tresca H. Memoires sur l'ecoulement des corps solides // Memoires presentes par divers savants a l'Academie royaledes ciences. - 1868. - Т. 18, № 1864. - С. 733-799.
9. Mindlin R. D. Influence of rotary inertia and shear on flexural motions of isotropic, elastic plates // ASME Journal of Applied Mechanics. - 1951. - Т. 18. - С. 31-38.
10. Reissner E. On Bending of Elastic Plates // Quarterly of Applied Mathematics. - 1947. - Т. 5, № 1. - С. 55-68.
11. Богачева В. Э. Влияние механических характеристик слоистого композита на критическое значение J-интеграла // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. - 2023. - 4 (58). - С. 63-70. - -  DOI: 10.37972/chgpu.2023.58.4.007 EDN: YEWGCG
12. Влияние пластических свойств тонкого адгезионного слоя на распределение зон пластичности и значения J-интеграла в состоянии плоской деформации / В. В. Глаголев [и др.] // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2023. - Т. 29, № 1. - С. 115-131. - -  DOI: 10.33113/mkmk.ras.2023.29.01.08 EDN: AXADBS
13. Berto F., Glagolev V. V., Markin A. A. Relationship between Jc and the dissipation energy in the adhesive layer of a layered composite // International Journal of Fracture. - 2020. - Т. 224, № 2. - С. 277-284. - -  DOI: 10.1007/s10704-02000464-0 EDN: QERRGI
14. О влиянии механических характеристик тонкого адгезионного слоя на прочность композита. Часть 2. Упругопластическое деформирование / В. В. Глаголев [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2023. - № 3. - С. 30-42. - 10.15593/ perm.mech/2023.3.03. -  DOI: 10.15593/perm.mech/2023.3.03 EDN: QWPPXP

1. Prandtl L., Knauss W. G. A Thought Model for the Fracture of Brittle Solids // International Journal of Fracture. 2011. Vol. 171, no. 2. Pp. 105–109. DOI: 10.1007/S10704-011-9637-3.
2. Entov V. M., Salganik R. L. On Prandtl’s Model of Brittle Fracture // Mechanics of Solids. 1968. No. 6. Pp. 87–99.
3. Salganik R. L., Mishchenko A. A., Fedotov A. A. Stress State in the Vicinity of an Excavation Driven in a Deep-Lying Horizontal Seam // Journal of Mining Science. 2015. No. 2. Pp. 24–33.
4. McClintock F. Plastic Aspects of Fracture // Fracture. Vol. 3. Moscow: Mir Publ., 1975. Pp. 67–262.
5. Glagolev V. V., Markin A. A. Fracture Models for Solid Bodies Based on a Linear Scale Parameter // International Journal of Solids and Structures. 2019. Vol. 158. Pp. 141–149. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2018.09.002.
6. Lopes R. M. et al. Comparative Evaluation of the Double-Cantilever Beam and Tapered Double-Cantilever Beam Tests for Estimation of the Tensile Fracture Toughness of Adhesive Joints // International Journal of Adhesion and Adhesives. 2016. Vol. 67. Pp. 103–111. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2015.12.032.
7. Bogacheva V. E., Perova O. S. Influence of Geometric Characteristics of a Composite on the Stress State of a Thin Adhesive Layer // Vestn. Chuvash. Gos. Ped. Univ. im. I. Ya. Yakovleva. Ser.: Mekh. Pred. Sost. 2024. No. 4(62). Pp. 97–106. DOI: 10.37972/chgpu.2024.62.4.011.
8. Tresca H. Memoirs on the Flow of Solid Bodies // Memoires presentes par divers savants a l’Academie royale des sciences. 1868. Vol. 18. Pp. 733–799.
9. Mindlin R. D. Influence of Rotary Inertia and Shear on Flexural Motions of Isotropic Elastic Plates // ASME Journal of Applied Mechanics. 1951. Vol. 18. Pp. 31–38.
10. Reissner E. On Bending of Elastic Plates // Quarterly of Applied Mathematics. 1947. Vol. 5, no. 1. Pp. 55–68.
11. Bogacheva V. E. Influence of Mechanical Characteristics of a Layered Composite on the Critical Value of the J-Integral // Vestn. Chuvash. Gos. Ped. Univ. im. I. Ya. Yakovleva. Ser.: Mekh. Pred. Sost. 2023. No. 4(58). Pp. 63–70. DOI: 10.37972/chgpu.2023.58.4.007.
12. Glagolev V. V. et al. Influence of Plastic Properties of a Thin Adhesive Layer on the Distribution of Plastic Zones and J-Integral Values under Plane Strain Conditions // Mechanics of Composite Materials and Structures. 2023. Vol. 29, no. 1. Pp. 115–131. DOI: 10.33113/mkmk.ras.2023.29.01.08.
13. Berto F., Glagolev V. V., Markin A. A. Relationship Between Jc and the Dissipation Energy in the Adhesive Layer of a Layered Composite // International Journal of Fracture. 2020. Vol. 224, no. 2. Pp. 277–284. DOI: 10.1007/S10704-020-00464-0.
14. Glagolev V. V. et al. On the Influence of Mechanical Characteristics of a Thin Adhesive Layer on Composite Strength. Part 2. Elastoplastic Deformation // PNRPU Mechanics Bulletin. 2023. No. 3. Pp. 30–42. DOI: 10.15593/perm.mech/2023.3.03.

Авторские права и лицензия

© 2025 Автор(ы). Статья публикуется в открытом доступе на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» 4.0 Всемирная (CC BY 4.0), которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего указания авторства. Авторские права на статью сохраняются за авторами.