Отслоение - волокно
Cтраница 2
 |
Блок-схема программы ШАГ, моделирующей развитие ползучести и разрушение композиционного материала. [16] |
Отслоение разрушающихся волокон от матрицы приводит к дополнительному уменьшению несущей способности волокон. Привлекая представления, используемые при построении квазиобьемной структурной модели композита ( см, гл. [17]
Это обстоятельство учитывается при имитации процесса разрушения выключением из работы волокон ( случайно расположенных в сечении), разрушение которых как бы произошло в соседних плоскостях. Количество выключаемых из работы волокон пропорционально количеству плоскостей, которые пронизываются отслоением волокна, разрушившегося в рассматриваемом сечении. [18]
При низкой прочности связи быстро развиваются лавинные процессы разрушения, сопровождаемые сильными отслоениями волокон. Прочность композита низка, не удается реализовать высокую прочность волокон. [19]
 |
Схема распределения касательных и нормальных напряжений по длине разрушившегося волокна, содержащего отслоившийся участок. [20] |
Во-первых, предположим, что распределение касательных напряжений TQI незначительно меняется по мере развития процесса отслоения волокон, лишь перемещаясь вдоль оси волокна. [21]
Но при разработке квазиобъемной модели делается следующий шаг в логическом построении модели. Принимая во внимание, что все сечения материала статистически равноправны, можно предположить, что если происходит разрушение некоторого волокна с последующим отслоением его концевых участков в одном из сечений, то с такой же вероятностью происходят процессы разрушения и отслоения волокон и во всех остальных сечениях материала. [22]
Примером возможности исследования влияния отдельных факторов на прочность и характер разрушения композита является изучение влияния сдвиговой прочности связи компонентов Т / & ( при фиксированных остальных параметрах) на прочность углеалюминия. Имитация на ЭВМ разрушения углеалюминия с низкой прочностью связи компонентов сопровождается отслоениями разрушающихся волокон и выключением их из работы на значительной длине, что приводит к резкому уменьшению несущей способности материала и развитию объемных лавинных процессов разрушения. Фиксируемая на ЭВМ прочность углеалюминия низка. При повышении прочности связи повышается и прочность композита. Но когда прочность связи приближается к прочности матрицы, прочность композита уже не повышается, а в некоторых случаях и снижается. Происходит смена механизмов разрушения. Вместо отслоений разрушившихся волокон наблюдается развитие трещин в матрице, которые приводят к увеличению локальных перегрузок волокон и в результате к плоским лавинным процессам разрушения. [23]
Последовательность операций, моделирующих нагруже-ние материала и накопление в нем повреждений, аналогична описанной выше ( см. разд. Если выполняется условие О ь ад или а ад, то фиксируется отслоение разру-шивавшихся волокон от матрицы. А именно, по формуле ( 10) разд. [24]
Развитие процесса отслоения разрушившегося волокна от матрицы вносит существенные изменения и в динамику распределения напряжений в соседних волокнах. В волокнах первого пояса наблюдается снижение уровня перегрузки в плоскости разрыва, вместо пика напряжений образуется площадка, длина которой приблизительно равна зоне отслоения. Уменьшение перегрузки волокон, соседних с разрушившимся, приводит к уменьшению вероятности их последующих разрывов, и, таким образом, осуществляется взаимодействие таких микромеханизмов разрушения, как отслоение волокон от матрицы и разрывы волокон от локальных перегрузок. [26]
Анализ функций накопления повреждений или кинетики выключения из работы волокон в результате их разрывов Wb, отслоения от матрицы W о и релаксации напряжений в матрице Wt ( рис. 117) показывает, что количество волокон, разрушившихся при приложении нагрузки, в течение последующей выдержки образца меняется незначительно. Плавное накопление повреждений происходит в основном за счет релаксационных процессов, развивающихся в матрице в дефектных местах. Постепенное накопление повреждений ( увеличение неэффективных длин или выключение из работы дополнительного количества волокон в квазиобъемной постановке) приводит к повышению напряжений в оставшихся неразрушенных волокнах. В результате при некотором фиксированном моменте времени в моделируемом сечении образца развиваются лавинные процессы разрушения и отслоения волокон, имитирующие развитие макроразрушения образца. [27]
ЭВМ различные микро - и макромеханизмы разрушения. В частности, учитывалось, что волокна, разрушающиеся в других сечениях и выключаемые из работы в результате отслоения их от матрицы, не распределены по сечению материала равновероятно, как в случае однородного пол я напряжений. Отслоения волокон, находящиеся при более высоких напряжениях, происходят на большую длину, что и приводит к выключению большего количества волокон в более нагруженном месте сечения. Принималось, что дифференциальная функция g ( r), задающая случайное местоположение волокон, выключаемых из работы в результате отслоений, имеет вид, аналогичный эпюре распределения напряжений по сечению ( см. рис. 134), где / - номер слоя в направлении изменения напряжений. [28]
Страницы: 1 2