Трехмерноармированный материал
Cтраница 1
Трехмерноармированные материалы могут быть созданы различными способами: прошивкой пакета тканей или слоев шпона, а также на специальных установках. Самым простым способом является прошивка тканых или слоистых материалов. Существенным недостатком этого способа является сильное повреждение волокон ткани или ровницы при прошивке. [1]
Из табл. 5.9 следует, что модули сдвига трехмерноармированных материалов хорошо описываются упрощенными зависимостями, полученными при Еа § Ес. Некоторое превышение их экспериментально полученных значений объясняется искривлением армирующих волокон ( см. рис. 3.8); эти искривления не учитываются в расчетной модели. [2]
Формулы (5.17) и (5.18) весьма удобны для ориентировочного анализа изменения модулей упругости трехмерноармированного материала в зависимости от параметров объемного армирования. [3]
 |
Зависимость модулей упругости ( / и межслойного сдвига ( 2 композиционных материалов, образованных системой двух нитей, от угла искривления волокон основы. [4] |
Вследствие этого возникает трение во всех точках пересечения волокон по всему объему материала, что обеспечивает целостность ткани при удалении ее со станка. Трехмерноармированные материалы практически могут быть любой толщины; существуют блоки размерами 200X200X450 мм и цилиндры диаметром 400 мм, длиной 900 мм и толщиной до 40 мм. [5]
Используются пространственные схемы армирования, образованные системой двух и трех нитей, а также при помощи вискеризованных волокон. Трехмерноармированные материалы могут быть изготовлены как с декартовой, так и с криволинейной ортотропией. [6]
Особенно они проявляются при испытании трехмерноармированных материалов, изготовленных на основе углеродных волокон. Опытные данные и характер разрушения образцов свидетельствуют о том, что сложность получения стабильных и воспроизводимых характеристик прочности при растяжении композиционных материалов обусловливается главным образом необходимостью надежного крепления образца в захватах испытательной машины ( для исключения проскальзывания), а также влиянием формы и размеров образца. Учет этих факторов особенно необходим при испытании высокопрочных композиционных материалов. Проскальзывание образца в захватах приводит к появлению на его поверхности царапин, сколов и вмятин. [7]
Особенно они проявляются при испытании трехмерноармированных материалов, изготовленных на основе углеродных волокон. Опытные данные и характер разрушения образцов свидетельствуют о том, что сложность получения стабильных и воспроизводимых характеристик прочности при растяжении композиционных материалов обусловливается главным образом необходимостью надежного крепления образца в захватах испытательной машины ( для исключения проскальзывания), а также влиянием формы и размеров образца. Учет этих факторов особенно необходим при испытании высокопрочных композиционных материалов. Проскальзывание образца в захватах приводит к появлению на его поверхности царапин, сколов и вмятин. [8]
 |
Зависимость относительных модулей упругости и коэффициентов Пуассона слоистого материала от коэффициента Пуассона матрицы vc при Еа / Ес 150. ц 0 10. [9] |
Предложенные в § 5.1 расчетные зависимости для определения упругих характеристик трехмерноармированных материалов не учитывают такие весьма важные структурные параметры, как форма поперечного сечения волокон, и шага ( плотность) их укладки. Расчет де-формативных характеристик был основан только на значении объемного содержания арматуры в направлениях армирования и свойствах исходных компонентов. [10]
Расчет характеристик слоя изложен в гл. Следует отметить, что методика расчета на этапе сложения трехмерноармированного материала из слоев является нечувствительной к таким структурным параметрам, как плотность и угловое расположение волокон каждого направления, искривленность волокон и шаг между ними. Эти параметры, как и упругие свойства компонентов, являются определяющими для деформа-тивности выбранных слоев. Поэтому условное деление материала на слои является ответственным этапом расчета, учитывающим особенности де-формативных свойств отдельных слоев и их совместную работу. [11]
Состояние дела в обоих этих областях характеризуется мощным потоком предлагаемых методов испытаний и новых теоретических исследований. И в том и в другом направлениях предстоит еще много работы, особенно это касается приведения в соответствие результатов, получаемых различными методами. Особые проблемы возникают при испытаниях хаотически армированных композитов и трехмерноармированных материалов. [12]
При определении деформативных характеристик трехмерноармированных композиционных материалов примем в первом приближении вариант элементарного описания модели, изображенной на рис. 5.2. Единичный куб, представляющий модель материала, составлен из различных по упругим свойствам прямоугольных параллелепипедов, относительные размеры которых связаны с геометрией размещения волокон. Реальная структура материала представляется чередующимися пересекающимися тонкими слоями, армированными волокнами. При нагружении материала нормальными напряжениями вдоль каждой из осей армирования распределение напряжений в плоскости отдельного слоя является кусочно-однородным по сечениям армирующих волокон и смежным им прослойкам связующего. Пересечение слоев в трехмерноармированном материале происходит в трех взаимно ортогональных направлениях. Вследствие этого распределение нормальных напряжений по сечению материала, ортогональному одному из направлений армирования, является кусочно-непрерывным по отдельным малым площадкам сечения трехмерноарми-рованного материала. [13]
Тип полимерной матрицы оказывает существенное влияние на механические характеристики трехмерноармированных материалов. Композиционным материалам на основе фенолоформальдегидной матрицы свойственна большая пористость, поэтому механические свойства их значительно ниже свойств материалов на основе эпоксидной матрицы. [14]
Страницы: 1