Средняя прочность - волокно
Cтраница 2
Если все волокна имеют приблизительно одинаковую прочность а матрица не может выдержать нагрузку при разрушении во - лсщна, то OF может быть приравнена к средней прочности волокна и ам определяется как напряжение матрицы при деформации, равной деформации волокна при разрушении. Этот случай был исследован Мак Дэниелсом и др. [25] в системе, состоящей из волокон вольфрама в медной матрице. На рис. 10 графически представлена зависимость прочности композиции от объемной доли волокна. [16]
Теоретический анализ и экспериментальные данные показывают, что прочность композиционных материалов зависит также от отношения лины волокна к диаметру ( L / dgojl) t от средней прочности волокон 080.1 и от их объемной ( весовой) доли Уеол. [17]
Однако при этом растет число и размер пор, что приводит к увеличению разброса диаметра волокна, а также возрастает доля участков волокна, имеющих меньшую прочность, что ведет, в конечном счете, к некоторому снижению средней прочности отожженного волокна. Это подтверждает связь количества и размера пор с прочностью волокна. [18]
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. [19]
Зависимость отношения прочности пучка волокон и средней прочности волокон ОБ / О / 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. [20]
Из того факта, что 3Д всех разрывов происходит по волокну, следует, что прочность контактных связей составляет 3 / 4 прочности одиночного волокна. Приняв среднюю прочность волокна равной ЗООМПаиего сечение равным 2 25 - 10 - 4 мм, можно оценить нагрузку, приходящуюся на одиночное волокно и отвечающую нарушению всех контактов. Отнеся эту нагрузку к площади всех контактов, получим удельную прочность контактов равной 15 МПа. Принимая во внимание, что в действительности не все контакты являются епре-рывным И, можно сделать вывод о том, что контактные связи волокон в бумаге действительно образованы за счет монолитизации целлюлозного материала, находящегося в пластичном состоянии. [21]
 |
Предел прочности при растяжении композиционного материала в продоль - 7, ном направлении в зависимости от темпе - 12 ш - 4 ратуры испытания. [22] |
На пластичность матрицы оказывают воздействие сжимающие ее окружающие волокна, а на поведении волокон сказывается способность матрицы передавать нагрузки волокнам очень небольшой длины. Прочность пучка зависит как от средней прочности волокна и ее распределения, так и от длины базы испытуемых образцов. Эта прочность в качестве величины о входила в расчеты, проводимые по уравнению ( 6) Шеффером и Кристианом [78], показавшие хорошие результаты. Была предпринята попытка установить соотношение между прочностью композиционного материала, свойствдми входящих в него компонентов и его структурой с учетом влияния концентраторов напряжений. В этой модели особо важной становится роль матрицы, благодаря ее способности передавать напряжения через участки, окружающие поврежденное волокно. [23]
 |
Прочность сухого и мокрого вискозных волокон в зависимости от угла раз-ориентации макромолекул. прочность изотропного волокна составляет 10 ес / текс. [24] |
Вытягивание подобных волокон в пластифицированном виде происходит неравномерно. Если выбрать температуру и кратность вытяжки, оптимальные для внешнего слоя, внутренняя часть окажется недостаточно-ориентированной и средняя прочность волокна не достигает максимальных значений. [25]
 |
Схема армирования ( а и зависимости между напряжениями и деформациями при рас. [26] |
Точность расчетов при анализе и прогнозировании свойств одно-направленд) ых материалов при растяжении по свойствам входящих в них компонентов значительно повышается при использовании в расчетах средней прочности волокна в композиции, определенной на базе эффективной длины волокна, так как при этом учитывается масштабная зависимость прочности волокон от их длины. [27]
Если эффективная прочность упрочнителя в композите снижается в результате реакции на поверхности раздела, то дальнейшим объектом исследования должно служить изменение распределения прочности отдельных волокон. Розен [31] показал, что предел прочности композита зависит и от среднего значения, и от коэффициента вариации прочности волокон. Он пришел к выводу что при одинаковой средней прочности волокон распределение с большим коэффициентом вариации отвечает большей прочности; композита. Иными словами, коэффициент вариации в определенной степени характеризует способность более прочных волокон принимать на себя нагрузку, высвобождаемую при разрушении:; более слабых волокон. Кроме того, увеличение коэффициента вариации может привести к росту энергии разрушения, поскольку увеличивается вероятность того, что дефектное место волокна перед развивающейся трещиной удалено от плоскости трещины. Эта ситуация приводит либо к отклонению трещины в направлении места потенциального разрушения следующего волокна, либо к: вытягиванию волокна из матрицы; в обоих случаях энергия разрушения растет. Таким образом, характер влияния реакции между матрицей и волокном на механические свойства зависит как от среднего значения, так и от коэффициента вариации прочности волокон по завершении реакции. [28]
В данном случае т / й / т OTrlj5 соответствует ситуации, когда прочность связи приблизительно равна прочности матрицы. Прит / ь / тотг 0 перераспределение напряжений осуществляется исключительно за счет сил трения. Интенсивность сил трения может быть оценена на основании зависимостей ( 2) и ( 3), если известны средняя прочность волокон и ее разброс, прочность связи, а также если в результате фрактографических или микроструктурных исследований известны значения длин отслоившихся и выдернутых волокон. [29]
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. [30]
Страницы: 1 2 3