Прочность - пучок - волокно
Cтраница 2
Зависимость отношения прочности пучка волокон и средней прочности волокон ов / ст / от параметра т приведена на рис. 2.50. Из рисунка видно, что для таких волокон как стеклянные, для которых т обычно лежит в интервале от 5 до 15, прочность пучка волокон может достигать значения только около 70 % от средней прочности волокон. [16]
Теперь поставим следующий вопрос. Требуется определить прочность пучка волокон длиной L. Если L L0 ( а для композитов, как будет показано ниже, выполняется именно это условие), то в силу вступают два противоположных фактора. С другой стороны, реализация прочности в пучке от оказывается ниже средней прочности и это снижение прочности увеличивается с ростом коэффициента вариации. Поэтому не вполне ясно, какому волокну следует отдать предпочтение, с большим разбросом прочности или с малым разбросом. Во всяком случае, предъявляемые иногда к поставщикам волокна требования ограничить дисперсию прочности некоторым узким пределом не могут считаться оправданными. [17]
 |
Модуль упругости при растяжении, а также деформация и прочность при сжатии углеродных волокон. [18] |
Прочность при растяжении промышленно производимых углеродных волокон измеряют на образцах пучков волокон, предварительно пропитанных и отвержденных по изложенному ниже методу. Для установления соответствия между прочностью пучка волокон и прочностью отдельного волокна необходимо принимать во внимание характер распределения по значениям прочности. [19]
 |
Зависимость надежности R от статическо го предела прочности аи при растяжении поли. [20] |
В этой зависимости содержится слагаемое, учитывающее прочность пучка волокон. Вполне естественно, что на прочность пучка волокон оказывает влияние разброс прочности отдельных волокон. [21]
 |
Диаграмма статистического распределения прочности для пучка моноволокон из. - стекла ( / и композита из эпоксидной смолы, армированной такими же пучками 2. [22] |
Часто для армирования пластиков используются пучки, которые состоят из сотен элементарных волокон. При испытании такого пучка после приложения нагрузки происходят случайные разрывы отдельных волокон, имеющих наибольшее количество дефектов. Таким образом, прочность пучка волокон сильно зависит от разброса прочностных свойств отдельных волокон, который оценивается при помощи коэффициента вариации прочности элементарных волокон. [23]
Эти характеристики всегда очень важны для хрупких или высокопрочных материалов. Во многих случаях, как описывалось ранее, прочность композиции зависит от прочности пучка волокон и является скорее функцией распределения прочности волокон, чем их вида или максимальной прочности. [24]
Учитывая, что в процессе лавинного разрушения волокон напряжения изменяются в очень узком интервале ( см. рис. 4.15), можно принять, что деформация армированного пластика в процессе лавинного разрушения волокон практически не меняется. Предельную деформацию волокон, соответствующую началу лавинного разрушения, в дальнейшем обозначим через KBR. Из сказанного следует, что предельная деформация SBR является очень важным параметром прочности пучка волокон и практически она равняется предельной деформации армированного пластика при нагружении в направлении армирования. [25]
Для большинства же композиционных материалов и особенно для композиций, упрочненных борными волокнами, экспериментальные значения прочности плохо совпадают с данными, полученными расчетом по правилу смеси. Разница в свойствах обусловлена главным образом неоднородностью прочности борных волокон, а также некоторыми другими факторами, не учитываемыми моделью правила смеси. Неоднородность прочности борных волокон, являющаяся следствием наличия локальных дефектов в волокне, приводит к тому, что прочность пучка волокон ав оказывается существенно ниже средних значений прочности моноволокон. [26]
Коэффициент р позволяет оценить вклад матрицы в повышение или снижение прочности пучка волокон в результате его введения в матрицу. Так, например, если матрица вносит какой-то вклад в прочность по отношению к пучку или даже если она просто принимает на себя часть нагрузки, наблюдаемый коэффициент р будет больше единицы. Если же матрица химически взаимодействует с волокнами, либо волокна ломаются в процессе изготовления материала, прочность композиции может быть ниже, чем прочность пучка волокон, в результате чего ( 3 будет меньше единицы. [27]
Отмечено, что вычисленная прочность увеличивается с увеличением расстояния между частицами хрупкой фазы. Как упомянуто ранее, полностью связанный агрегат разрушается при разрушении наиболее слабого объемного элемента. В случае пучка волокон перед его разрывом должно разрушиться некоторое количество волокон. Колеман показал, что прочность пучка волокон меньше средней прочности волокон, но имеет тот же самый порядок. Отмечено, что отдельное волокно в пучке может разорваться только один раз и что разорванное моноволокно не несет никакой нагрузки по всей его длине. В случае заключенных в матрицу частиц или волокон композитное тело разрушается путем статистического накопления разрушений элементов. Причем условие разрушения представляет собой критическое число разрушенных элементов в одном поперечном слое. В случае заключенных в матрицу волокон отдельное волокно может разрушиться больше одного раза, так как напряжение перераспределяется по его неразрушенной части при помощи матрицы. Фактически прочность моделей увеличивается в некоторой зависимости от количества элементов объема, разрыв которых происходит перед разрушением тела. [28]
Разрушение волокон при многократных деформациях часто протекает в две стадии. Элементарные волокна, входящие в одну нить, после разрушения могут иметь как ступенчатые, так и ровные края. Это означает, что сначала некоторые элементарные волокна разрушаются вследствие постепенного развития макро-дефектов, с образованием сколов. Затем, когда количество оставшихся волокон будет мало и нагрузка станет равна пределу прочности оставшегося пучка волокон, произойдет разрыв, аналогичный разрушению при однократном растяжении. [29]
Страницы: 1 2