Прочность - однонаправленный композит
Cтраница 1
Прочность однонаправленного композита, так же как и прочность композиционных материалов вообще, может быть исследована с использованием двух основных подходов: структурного и феноменологического. [1]
 |
Диаграммы осевое напряжение azz - осевая деформация eZ2. [2] |
Установление зависимости прочности однонаправленного композита от механических свойств его компонентов является сложной проблемой. Как мы видели, на прочность влияет большое количество факторов - от механических свойств компонентов до характеристик процесса изготовления и окружающей среды. Однако, принимая некоторые разумные допущения, удается вывести рабочие уравнения. Правда, как было отмечено, эти уравнения могут оказаться не всегда надежными, но они дают удобный аппарат для определения степени влияния тех или иных величин на прочность однонаправленного композита. Кроме того, представленные в настоящей главе уравнения можно использовать для оптимизации материала, разумно оценивая его потенциальные возможности. [3]
 |
Влияние температуры Т, С на прочность при изгибе SF для композитных систем, высокомодульные волокна типа 1 - ERLA 4617 / MPD ( кривая 1 или ERLA 4817 / DDM ( кривая 2. [4] |
Влияние влажности на прочность однонаправленных композитов было исследовано частично в целях их приложения к морским конструкциям. [5]
Известно, что прочность волоконных однонаправленных композитов зависит от угла 9 между направлением волокна и направлением нагрузки. Естественно, что и усталостная прочность зависит от этого угла. [6]
 |
Эпюры растягивающих напряжений в волокнах разной длины. [7] |
При / / кр, прочность однонаправленных композитов возрастает пропорционально объемной доле волокон, отношению lid ( /, d - длина и диаметр волокна), прочности границы раздела и прочности матрицы, оставаясь меньше прочности композита, армированного непрерывными волокнами. [8]
До сих пор много внимания уделялось прочности однонаправленных композитов в направлении волокон, хотя она значительно выше прочности в поперечном направлении. Однако в качестве элементов конструкций композиты используются, как правило, в виде пакетов, состоящих из слоев различной ориентации. Таким образом, высокая прочность однонаправленных слоев в направлении волокон не может быть полностью использована из-за того, что низкая прочность в поперечном направлении и при сдвиге вызывает преждевременное разрушение материала. [9]
 |
Волокнистый композит ( с укладкой слоев 90, - 0, 0, 0. [10] |
В данной главе излагаются микромеханические теории, применяемые для предсказания прочности однонаправленных композитов при одноосном нагружении. В этих теориях заранее предполагаются известными необходимые для расчетов свойства компонентов и считается, что направление нагружения совпадает с главными осями однонаправленного композита. Рассматриваемые прочности связаны с сопротивлением либо нагружению в плоскости, либо изгибу, либо простому сдвигу. Обсуждение относится в первую очередь к волокнистым композитам с неметаллической матрицей, в которых все волокна уложены параллельно и в одной плоскости. Однако представленные здесь микромеханические теории можно перенести и на волокнистые композиты с металлической матрицей, если при этом не нарушаются основные допущения. Некоторые описанные ниже представления могут быть также приложены к композитам с дисперсными частицами. [11]
Следовательно, при сжатии композита растягивающее напряжение ог на границе матрица - волокно примерно на три порядка меньше сжимающего напряжения в нити для большинства композитов. Таким образом, при хорошей и однородной адгезии разность коэффициентов Пуассона нитей и матрицы сама по себе не имеет существенного значения и в большинстве случаев вряд ли может объяснить наблюдаемую прочность однонаправленных композитов на осевое сжатие. [12]
В каждом из слоев многонаправленного слоистого композита возникает сложное напряженное состояние, даже если композит в целом находится под действием одноосного напряжения. Следовательно, и в простейшем случае нагруже-ния композита начало разрушения слоя должно определяться при помощи соответствующего критерия предельного состояния. Предложено много разновидностей критериев прочности однонаправленных композитов, рассматриваемых как однородные анизотропные материалы ( см., например, [10]), в форме, удобной для описания экспериментальных данных. В основу этих критериев положена гипотеза, согласно которой однонаправленный волокнистый композит считается однородным анизотропным материалом. Можно ожидать, однако, что для оценки предельного состояния композита потребуется рассмотрение таких деталей механизма разрушения, которые определяются неоднородностью материала на уровне армирующего элемента. Дело в том, что виды разрушения, вызванные разными по направлению действия напряжениями, имеют принципиально различающиеся особенности. [13]
Установление зависимости прочности однонаправленного композита от механических свойств его компонентов является сложной проблемой. Как мы видели, на прочность влияет большое количество факторов - от механических свойств компонентов до характеристик процесса изготовления и окружающей среды. Однако, принимая некоторые разумные допущения, удается вывести рабочие уравнения. Правда, как было отмечено, эти уравнения могут оказаться не всегда надежными, но они дают удобный аппарат для определения степени влияния тех или иных величин на прочность однонаправленного композита. Кроме того, представленные в настоящей главе уравнения можно использовать для оптимизации материала, разумно оценивая его потенциальные возможности. [14]
Страницы: 1