Конец - волокно
Cтраница 4
 |
Схема соединения встык клеевого соединения для измерения адгезионной прочности ( а и снимок в поляризованном свете участка клеевого слоя ( б. [46] |
В стеклопластиках значительная концентрация напряжений наблюдается на концах волокон наполнителя. В адгезионных соединениях, находящихся под нагрузкой, а также в образцах для определения адгезионной прочности эта неоднородность в распределении напряжений усугубляется. На рис. IV.32 показаны склеенные встык образцы для измерения адгезии методом нормального отрыва ( см. гл. V), и приведена микрофотография участка клеевого слоя в поляризованном свете. Видна концентрация напряжений по краям соединения, и особенно в углах. [47]
Причина этого явления состоит в том, что концы волокна не несут нагрузку; по мере того как длина волокна возрастает, доля относительно неэффективных участков волокна уменьшается. [48]
Концентрация напряжений, вызванная наличием одного или нескольких концов волокон, заслуживает серьезного внимания. Райли [72] установил, что прочность композитов, армированных короткими волокнами, не может превышать величины, соответствующей напряжению в волокнах, равному в / 7 о /, независимо от длины волокон. Он рассмотрел простую гексагональную упаковку и пришел к выводу, что даже в лучшем случае конец волокна будет окружен только шестью неразорванными волокнами. [49]
В данном случае принято, что напряжения на конце волокна увеличиваются линейно с увеличением расстояния от конца волокна. [50]
Шлифовка отличается от ворсования тем, что при ворсовании концы волокон выдергиваются и волокна разрываются, при шлифовании же волокна, лежащие на поверхности, разрезаются и расщепляются и образуют не ворс, а поверхность, напоминающую замшу. Эффект достигается валами, обклеенными наждаком или пемзой, причем полотно должно едва касаться этих валов. [51]
Фибриллярная природа вытянутых одиночных волокон обнаруживается на рис. 8.22. Концы волокна в двух различных случаях разрушения сильно расщеплены вдоль оси. Судя по небольшим головкам на концах некоторых микрофибрилл можно прийти к выводу, что разделение на фибриллы, по-видимому, происходит до наступления катастрофического разрушения. [52]
 |
Эпюра касательных напряжений, передаваемых полимерной матрицей волокну ( в упругой. постановке. [53] |
Они исходят из того, что разрушение адгезионного соединения концов волокон с полимерной матрицей неизбежно, поскольку силы адгезии, так же как и прочность полимерного связующего при сдвиге, более чем на порядок ниже прочности армирующих волокон, например стеклянных. Это означает, что передача усилий от матрицы на волокно возможна лишь в том случае, если на концах волокон возникают дополнительные силы, предотвращающие смещение волокон относительно матрицы. [54]
Специфические проблемы возникают при наличии особенностей, таких, как концы волокон и разрывы волокон. Простейшая изученная модель в этом случае представляет собой одиночное волокно, помещенное в цилиндр из матричного материала, при осевом нагружении. Полученные результаты, однако, оказываются недостаточными вблизи конца волокна, поскольку они не учитывают влияния его формы и не позволяют вычислить максимальные возникающие здесь напряжения. [55]
Края чешуек, как правило, направлены от корня к концу волокна. В этом же направлении уменьшается коэффициент трения. В природе такое строение поверхности шерстяных волокон обусловливает функции самоочищения волоса, а в технологии - свойлачиваемое шерсти. [56]
Ворсование выполняется для придания ткани пушистого мягкого покрова, состоящего из концов волокон. Ворсованию подвергают ткани из целлюлозных волокон, шерстяные и трикотажные. Для придания хлопчатобумажным материалам блеска, гигроскопичности ( способности окрашиваться) и увеличения прочности материал подвергается обработке концентрированными растворами едкого натра. Этот процесс называется мерсеризацией, осуществляется он на цепных или бесцепных машинах. [57]
Матрица и волокно нагружались независимо таким образом, чтобы вдали от конца волокна в обоих материалах получались равные осевые деформации. [58]
Простейшие сдвиговые теории Кокса или Дау предсказывают концентрации напряжений в матрице вблизи конца волокна в несколько раз большие по сравнению со значением напряжения вдали от разрыва. К этим значениям необходимо добавить концентрации напряжений, обусловленные изменением геометрии в конце волокна. Тайсон и Дэвис [81] измерили концентрацию напряжений в матрице, оказавшуюся более чем вдвое больше значений, предсказанных упрощенным сдвиговым анализом, на расстояниях от свободного конца, превышающих диаметр волокна. [59]
При повторном пропуске через машину ткань, подвергаясь действию стригального механизма, срезающего концы волокон до требуемой высоты, приобретает необходимую гладкую однородную поверхность. Для подготовки ткани к стрижке путем извлечения на поверхность свободных концов волокон, а также для удаления с остриженной ткани оставшихся концов волокон и дополнительного приглаживания ворса служит процесс бастовки, состоящий в пропуске ткани через бастовальную машину с щеточными барабанами при одновременном легком пропаривании ( фиг. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5