Поведение - композит
Cтраница 4
Как и в случае упругого поведения, поведение композита при разрушении зависит от того, армирован композит волокном или частицами. Особенности влияния частиц и волокна на армирование композитов показаны на рис. 5.2. Здесь же приведены коэффициенты упрочнения матрицы, представляющие собой отношение предела текучести композита к пределу текучести матрицы. Вид дисперсной фазы показан на оси абсцисс. [47]
Это сделано прежде всего с методической целью, чтобы на простейших примерах показать сущность описываемых методов. С этой же целью в книге исследуется поведение композитов только при малых деформациях. [48]
Сендецкий [56] решил задачу взаимодействия трещины со многими включениями. Возможность применения этих аналитических решений для описания поведения композитов остается пока невыясненной. При их практическом использовании возникают принципиальные трудности, в основном обусловленные тем, что теперь в области определения исследуемого взаимодействия микротрещины имеют тот же самый порядок, что и характерный размер ( диаметр волокна) композитной структуры, и, кроме того, при статически неоднородной упаковке волокон не существует алгоритма для применения решения с идеализированной геометрией. В третьем случае, когда трещина находится на границе раздела волокно - матрица, характер разрушения склеенных тел, состоящих из двух различных материалов, изучен еще менее. [49]
При использовании в расчетах упрощенных моделей возникает естественный вопрос о степени соответствия результатов анализа эксперименту. Другими словами, позволяет ли предлагаемая модель получить количественные оценки поведения композитов при разрушении или ее применение ограничено качественным анализом тенденций поведения и относительного влияния различных факторов. Решение этого вопроса, как и во всех случаях применения приближенных аналитических методов, основано на сравнении с экспериментальными данными. Роль каждого из кратко рассмотренных подходов в создании практически применимого критерия разрушения слоистых композитов становится только яснее по мере увеличения объема информации, позволяющей проводить сравнения экспериментальных и аналитических данных. [50]
В период 1964 - 1968 гг. отдельные исследователи изучали усталостное поведение волокнистых композитов с металлической матрицей. Технология производства композитов быстро развивалась в течение этого периода, и поведение композитов при разрушении было непостоянным и непредсказуемым. Несмотря на эти трудности, были обнаружены некоторые важные качественные закономерности сопротивления усталости, которые служат предварительной основой для более быстрого развития современного понимания усталостной прочности композитов. [51]
Аналитические и экспериментальные исследования роли поверхности раздела в композитных материалах часто не учитывают влияния остаточных напряжений. Это - досадное упущение, обычно ведущее к неправильной интерпретации свойств и поведения композитов. Остаточные напряжения являются неотъемлемой характеристикой композита, а их отсутствие - скорее исключением, чем правилом. [52]
Эти результаты и другие показали, что способность к поглощению энергии волокнистых композитов строго ограничена. В работе [26] по исследованию бороалюминиевых композитов указано на то, что поведение композита при ударе определяется упругим поведением волокон; причем наличие связи между волокном и матрицей сильно препятствует поглощению энергии благодаря возможному появлению расслаивания и вытаскивания волокон. [53]
Далее описан правдоподобный метод исследования поведения поверхностных слоев и указано, что для композитов, содержащих волокна бора, современные экспериментальные методы позволяют обнаруживать изменения поверхностных перемещений на отрезках, меньших, чем промежуток между волокнами. Следовательно, в нашем распоряжении имеются средства для изучения некоторых довольно тонких деталей поведения композитов, таких, как локальные распределения деформаций в матрице. [54]
Подход, принятый в этом обзоре, состоит в том, чтобы обсудить механизмы разрушения с точки зрения классической последовательности усталостных явлений упрочнения - разупрочнения, зарождения трещин и роста трещин. Преимущество данного подхода в том, что при его помощи внимание сосредоточивается на полезном сопоставлении поведения композитов с металлической матрицей и металлов при разрушении. Несмотря на то что неизбежны некоторые повторения, вопрос о поверхностях раздела и их роли в сопротивлении композитов усталостному разрушению вследствие своего уникального значения для композитов анализируется отдельно. В общих чертах изложены некоторые результаты воздействия окружающей среды, дана модель усталостного разрушения, сделан обзор критериев проектирования композитов для работы в условиях усталости и поставлены задачи для дальнейших исследований. [55]
Фирма Боинг также разрабатывает небольшой контрольный клапан из углеродного волокна, который, как ожидают, будет испытан в условиях эксплуатации на описанном выше судне. Разработана программа Центра исследований и развития совместно с исследовательской лабораторией ВМС США, имеющая своей целью определение характера поведения различных углепласти-ковых композитов в жестких условиях эксплуатации, возникающих при использовании в военно-морском флоте, таких как длительная выдержка в морской воде, долговременные статические, циклические усталостные и ударные нагрузки, а также локальное нарушение условий эксплуатации, воздействие огня. [56]
Страницы: 1 2 3 4