Прочность - поверхность - раздел
Cтраница 1
Прочность поверхности раздела в углепластиках выше, чем в бор-эпоксидных композитах, что обусловливает две их особенности поведения. Последнее является одним из специфических видов разрушения слоистых материалов и выражено наиболее ярко в случаях значительного межслоевого сдвига. [1]
Прочность поверхности раздела на растяжение не должна быть функцией краевого угла. Теоретический анализ был проверен на модельной системе из шариков, приваренных к латунной пластинке. Вывод о том, что U не зависит от смачивания, составляет, видимо, основную ценность проведенного анализа. [2]
 |
Живое и общее сечения образца волокнистого композита при поперечном растяжении. [3] |
Влияние прочности поверхности раздела на поперечную прочность композита рассматривали Купер и Келли [5]; они получили верхнее и нижнее предельные значения для случаев слабой и прочной поверхностей раздела. За нижнее предельное значение они тоже принимали прочность матрицы, в которой волокна заменены отверстиями. [4]
Например, понятием прочность поверхности раздела часто характеризовали предельное напряжение в слое матрицы, непосредственно примыкающем к волокну. [5]
Можно ожидать, что прочность поверхности раздела особенно чувствительна к испытаниям при циклическом нагружении. Соответствующих данных мало, однако они, несомненно, свидетельствуют о высокой прочности связи. При усталостном разрушении пластинчатого композита Al - Al3Ni [72] одна или несколько трещин распространяются по зонам скольжения в матрице и значительного расслаивания не происходит. В обоих случаях время до разрушения при высоких напряжениях и малом числе циклов определяется сопротивлением разрушению армирующей фазы, а время до разрушения при малых напряжениях и большом числе циклов - распространением усталостной трещины в матрице. Ни в том, ни в другом случае расслаивание не является определяющим механизмом. [6]
Аналогичные теории и представления о прочности поверхности раздела при растяжении и сдвиге были развиты применительно к композитам первого класса. Приведенные Купером и Келли примеры композитов ( таких, как медь - вольфрам) подтверждают справедливость выполненного ими анализа поведения систем с металлической матрицей. В системах второго и третьего классов на границе волокно - матрица появляется зона конечной ширины, отличающаяся по свойствам как от матрицы, так и от волокна. [7]
Николас [35] распространил свой анализ прочности поверхности раздела металл - окись алюминия на большое число металлов. На рис. 9 показаны определенные методом сдвига зависимости прочности связи от величины краевого угла для Fe, A1, Аи и Ag; расчетные кривые соответствуют опытным данным. Адгезия кобальта и урана к А1аО3 отсутствует. Очевидно, это обусловлено разрушением поверхности раздела вследствие объемных изменений при мартенситном превращении указанных металлов. В системе железо - окись алюминия поверхность раздела остается неповрежденной при фазовом превращении у - HI, так как оно происходит путем образования зародышей и их диффузионного роста при медленном охлаждении. Как следует из табл. 2, по-видимому, нет корреляции между прочностью поверхности раздела и работой адгезии № ад, подсчитанной по уравнению ( 13) на основании данных для систем жидкий металл - твердый окисел. [8]
 |
Схематическое изображение диаграммы поперечного растяжения композита. [9] |
Согласно определению Купера и Келли, прочность поверхности раздела 0 - это величина растягивающих напряжений, которые необходимы для отделения волокна от матрицы при поперечном нагружении. [10]
Следовательно, и в данном случае прочность поверхности раздела существенно влияет на вязкость разрушения. В зависимости от специфики композита предпочтительной может быть как прочная, так и слабая связь между упрочнителем и матрицей. [11]
Значит, и в этом композите прочность поверхности раздела больше поперечной прочности волокна. Однако после отжига при 1144 К в течение 1 5 ч этот композит, как и рассмотренный ранее, разрушается по поверхности раздела. Тем не менее, как видно из рис. 24, увеличение толщины зоны взаимодействия в результате отжига слабо влияет на поперечную прочность. [12]
Значит, поперечная прочность не зависит от прочности поверхности раздела. Однако при угле 45 трещина в образце распространяется частично по поверхности раздела, хотя проходит также через проволоку и матрицу. [13]
Во многих ранних теоретических работах принималось, что прочность поверхности раздела достаточна для передачи нагрузки от растягивающих захватов на образец и ее равномерного распределения между волокнами. Кроме того, прочность поверхности раздела должна быть достаточной для перераспределения нагрузки между волокнами при разрушении одного из них. Эти теории - будем называть их теориями прочных поверхностей раздела - применимы, если прочность поверхности раздела превышает некоторую минимальную величину, необходимую для выполнения. Однако по мере того, как рос интерес к реальным системам, в которых на поверхности раздела протекает реакция, и внимание исследователей переключалось от слабых матриц модельных систем к характерным для практически ценных композитов прочным матрицам, стало очевидно, что прочность поверхности раздела не всегда достаточно высока, чтобы удовлетворять требованиям теорий прочных поверхностей раздела. Были развиты модели для случая, когда разрушение начинается у поверхности раздела; их назвали теориями слабых поверхностей раздела. Некоторые из них охватывают все возможные ситуации от прочной до слабой поверхности раздела; эти теории также будут рассмотрены. [14]
 |
Корреляция между смачиванием и образованием связи в трех системах. [15] |
Страницы: 1 2 3 4