Прочность - композит
Cтраница 2
Метод расчета прочности композитов с учетом агрегации компонентов развит в [143] и подробно обсуждается в гл. [16]
Анализ зависимостей прочности композита от количества волокон в моделируемом сечении для двух вариантов границ - поглощающей и отражающей ( рис. 85) показывает, что начиная с некоторой величины ( Nf a 400) увеличение размера сечения приводит к незначительному изменению результатов имитационного моделирования и влияние границ несущественно. При уменьшении количества волокон в сечении наблюдается увеличение разброса результатов имитационного моделирования. Выявляется также своеобразное проявление масштабного эффекта в композитах, именно: существенное увеличение размера моделируемого объекта не вызывает значительного снижения прочности, а приводит к стабилизации прочностных свойств материала. [17]
При анализе прочности композитов в условиях внеосного на-гружеиия влияние поверхности раздела может быть учтено несколькими способами. Например, можно предположить, что прочность поверхности раздела достаточно велика для передачи вне-осных нагрузок между волокнами и матрицей вплоть до момента разрушения композита. Такое предположение означает, что по-ве рхность раздела прочна и не разрушается. [18]
Для определения прочности композита необходимо точно знать условия разрушения каждого из слоев в отдельности, причем как в изолированном друг от друга состоянии, так и в композите. Вот почему возникает необходимость вывода наиболее простого и удобного практически критерия, основанного на данных испытаний самих композитных образцов, а не только на свойствах изолированных слоев, либо же искусственного материала, однонаправлен-но армированного. [19]
Точный расчет прочности композита по формуле аддитивности в случае металлической матрицы затруднен, так как прочность углеродного волокна в ходе получения композита падает, В табл. 11 приведены значения прочности композитов на основе различных типов волокон и матриц, а также коэффициенты использования прочности, рассчитанные по прочности исходных волокон ( Л) и волокон ( В), выделенных из композита. Исследование показало, что увеличение длительности контакта между волокном и расплавом металлической матрицы при получении композита повышает прочность связи углеродное волокно-металл. Однако этот, в общем положительный, факт приводит к ограничению размеров критической трещины при разрушении композита, которая может достигать величины порядка нескольких диаметров волокна. В этом случае композит теряет пластичность и становится хрупким. [20]
Масштабный эффект прочности композитов является естественным следствием неоднородности структуры. Неоднородность структуры вместе с тем носит стохастический характер. [21]
Близкий к теоретической прочность композита обеспечивается реакционной связью между алюминием и вольфрамовой проволокой без графитового слоя. В присутствии графитового слоя взаимодействие исключается, и поэтому прочность композита снижается до 35 % от расчетной. [22]
При комнатной температуре прочность композита никель - нитевидные кристаллы А12Оз, полученного электроосаждением никеля на волокна, существенно превышает прочность матрицы. [23]
С увеличением иу прочность композита продолжает возрастать; однако появляется масштабный эффект и хрупкость материала. Поэтому при достаточно больших Vf происходит уменьшение прочности композита в целом вследствие уменьшения вязкости разрушения, а также вследствие неизбежных технологических отклонений, приводящих к образованию дефектов структуры. На рис. 34 зависимость оь от Vf изображена схематично в пренебрежении величиной от, так как обычно от Of. В области проявления масштабного эффекта при VQ Vf 1, где зависимость оъ ( vf) нелинейна и где находится максимум среднестатистической прочности оь ( при Vf iO, величина ob зависит от геометрии микроструктуры и начальных дефектов, т.е. от чисто технологических факторов. [24]
 |
Формы разрушения композита в зоне размещения. [25] |
Установлено, что прочность композита при смятии болтом зависит от многих факторов, основными из которых являются степень бокового стеснения стыкуемого элемента в районе отверстия; структура материала ( ориентация, схема укладки и соотношение слоев); толщина соединяемого элемента. Увеличение бокового стеснения ( затяжки болта) вызывает возрастание разрушающей нагрузки. Боковое стеснение предотвращает потерю устойчивости волокон в зоне контакта, а наличие шайб расширяет зону материала, воспринимающего нагрузку. [26]
Показано, что прочность композита ( рис. 8) и напряжения на поверхности раздела ( рис. 9) для этих типов расположения различаются слабо. Было исследовано и случайное расположение волокон [3, 52]; в этом случае свойства композита принимают значения, - промежуточные между значениями, отвечающими двум упомянутым выше типам регулярного расположения. [27]
Что касается предсказания прочности композита по данным о прочности его компонент, результаты многочислевных работ разных авторов привели пока к результатам в общем негативным. Теория пучка, изложенная в § 20.4, даст лишь материал для ориентировочных суждений, уточнение этой теории требует исчерпывающей статистической информации не только о прочности моноволокон, но и о распределении модуля упругости. Поэтому экстраполяция прочности на малые разрывные длины, основанная на распределении Вейсбулла, совершенно ненадежна. Определение неэффективной длины в большой мере условно. Поэтому здесь будут изложены лишь некоторые наполовину качественные соображения, принадлежащие Милейко и позволяющие объяснить наблюдаемое изменение прочности и характера разрушения композита в зависимости от объемного содержания волокна. В некоторых случаях эти соображения подсказывают меры, необходимые для улучшения свойств композита. [28]
 |
Увеличение прочности слоистого композита с увеличением числа параллельных элементов в слоистом композите бор - полиамид - эпоксидная пленка. [29] |
Для малого числа элементов прочность композита должна увеличиваться с ростом числа элементов, что интуитивно очевидно для очень малого числа элементов. [30]
Страницы: 1 2 3 4