Поперечная прочность
Cтраница 4
Показано, что плохо сваренные образцы борсик-алюминия, упрочненные однонаправленным волокном, при испытании на продольное растяжение совершенно нечувствительны к надрезам, ориентированным перпендикулярно оси волокон. Это связано с низкой поперечной прочностью образцов ( - 2 2 кгс / мма) по сравнению с прочностью вдоль волокон ( 56 кгс / мма) и возрастанием вероятности разрушения на границе раздела волокно - матрица. [47]
Если разрушение композиции происходит по поверхности раздела из-за слабой связи, либо из-за образования слабо связанного продукта взаимодействия, то внеосевая прочность снижается и в этом случае применима теория слабых поверхностей раздела. Эта теория дает нижнюю оценку поперечной прочности. [48]
Теории слабых поверхностей раздела применимы только в случае поперечной ориентации волокон по отношению к направлению нагрузки и позволяют, как правило, оценить лишь верхние и нижние предельные значения поперечной прочности композита. Если поверхность раздела очень слаба, то поперечная прочность принимает свое нижнее предельное значение, отвечающее случаям, когда волокна в композите либо не связаны с матрицей, либо заменены отверстиями. Насколько можно судить по небольшому количеству примеров, эти подходы приводят к аналогичным результатам при квадратном расположении волокон и к различным результатам лри плотноупакованном расположении. [49]
О том, насколько молодой является эта область знаний, можно судить по темам, которые не удалось осветить в книге. Так, хотя влиянию поверхности раздела на продольную и поперечную прочность, а также на характеристики разрушения посвящены отдельные главы, недостаток информации об ее влиянии на характеристики усталости и ползучести не позволил рассмотреть эти вопросы в соответствующих главах. По той же причине не оказалось возможным и подробно обсудить представления об идеальной поверхности раздела. Такой принцип построения книги одобрен всеми ее авторами, сознающими, что учение о поверхности раздела нуждается в развитии. Конечно, и существующий уровень знаний может обеспечить первые шаги новой технологии; тем не менее, необходимость дальнейших исследований не вызывает сомнений. [50]
В работе, посвященной упрочнению Ni и Ni - Сг сапфиром, Меган и Харрис [31] изучали поперечную прочность композита с матрицей Ni-18 5Cr в зависимости от объемной доли волокна и условий прессования. На рис. 23 приведены их данные и теоретические оценки поперечной прочности в зависимости от объемной доли волокна для случаев идеальной связи и ее отсутствия, рассмотренные в гл. [51]
Интересно отметить, что при термической обработке, приводящей к интенсификации химического взаимодействия на поверхности раздела, продольная и поперечная прочности меняются согласованно. Таким образом, оптимальные значения как продольной, так и поперечной прочности при растяжении отвечают определенному сочетанию значений продолжительности и температуры отжига и, следовательно, определенному состоянию поверхности раздела. На поверхности раздела всех рассматриваемых образцов в той или иной мере происходило химическое взаимодействие; значит, эта реакция может благоприятно влиять на продольную и поперечную прочность или, во всяком случае, не приводить к разупрочнению. Однако с этой точки зрения трудно объяснить результаты, полученные после обработки Т-6 - определенное снижение прочности при растяжении вызвано, вероятно, неполным переходом матрицы в твердый раствор при небольшой продолжительности отжига. [52]
В композитах алюминий - нержавеющая сталь и А1 - В, где имеет место интенсивное химическое взаимодействие, поперечная прочность снижается вследствие образования обширной зоны продуктов реакции. Напротив, ограниченное химическое взаимодействие на поверхности раздела не снижает поперечной прочности и может даже увеличивать ее. Аналогично ведет себя и композит А16061 - В: после отжига при 811 К и обработки Т-6 снижение поперечной прочности не наблюдается, пока на поверхности раздела не начинает образовываться А1В2, и происходит лишь тогда, когда зарождается и растет указанное соединение. В этой связи следует отметить, что ту же тенденцию обнаруживает и продольная прочность данного композита. Значит, можно выбрать такие условия диффузионной сварки, при которых на поверхности раздела возникает слой продуктов взаимодействия определенной толщины, отвечающей оптимальным механическим характеристикам. Эта область наук о композитах нуждается в дальнейшем развитии. [53]
В настоящее время единственная возможность изготовить такую деталь состоит в использовании листов препрега из уложенных волокон, которые следует тщательно вырезать по размеру и слой за слоем заполнять ими пресс-форму. Слои следует ориентировать так, чтобы обеспечить сопротивление кручению и поперечную прочность. Как бы тщательно это ни проделывалось, невозможно в каждой точке направить волокна в направлении главных напряжений. Кроме того, при закрывании пресс-формы имеет место некоторое течение, приводящее к определенному смещению волокон. [54]
Для выяснения этого вопроса были проведены структурно-механические и калориметрические исследования пленок ПП, полученных ориентационной кристаллизацией. Оказалось, что они имеют четко выраженную фибриллярную структуру и малую поперечную прочность при высокой прочности в направлении ориентации. Это делает их похожими на пленки, полученные обычной ориентационной вытяжкой. [55]
 |
Устройство корпуса и размещение оборудования в лодке. [56] |
Средняя или другая секция разборного судна, в которую вкладываются остальные секции и детали, имеет значительные размеры. Поэтому может возникнуть необходимость в усилении днищевого набора - в увеличении поперечной прочности путем введения флоров. [57]
Очевидно, что даже в случае ортотропного тела определение перечисленных двенадцати характеристик слишком громоздко, и поэтому для практических целей чаще всего используют приближенные коэффициенты для оценки степени анизотропии. Самой распространенной на практике до сих пор является оценка по величине отношения поперечной прочности к продольной, что во многих случаях недостаточно. Такая оценка, однако, удовлетворительна только для характеристик связанных с отрывом, например, для сопротивления хрупкому разрушению. Ценные сведения об анизотропии сопротивления разрушению может дать анализ изломов, например, ориентировки положения поверхностей разрушения, по которым не действуют наибольшие напряжения. [58]
Повседневная и боевая служба подводной лодки проходит в условиях, существенно отличных от условий службы надводного корабля. Корпус подводной лодки должен обладать не только достаточной продольной, но и необходимой общей поперечной прочностью, обеспечивающей безопасное восприятие больших сжимающих усилий, вызванных давлением воды на предельной глубине погружения. [59]
Поперечная прочность композитов А1 - борсик, полученных путем плазменного напыления, при хорошей связи между напыленными слоями, видимо, не определяется разрушением по поверхности раздела. Если расщепление волокон сведено к минимуму, а матрица хорошо спечена, то поперечная прочность намного выше нижнего предельного значения; однако она сильно снижается в случаях расщепления волокна или несовершенной связи матрицы. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5