Функция - накопление - повреждение
Cтраница 1
Функции накопления повреждений могут быть интерпретированы как интегральные функции вероятности разрушения волокон с ростом напряжений в них, Но вероятность разрушения волокна состоит из вероятности его первичного разрушения ( при повышении нагрузки) и вероятности его разрушения от перегрузки. Точка пересечения кривых на рис. 83 соответствует некоторому критическому напряжению в волокнах, когда процесс разрушения от стадии накопления повреждений переходит на новую стадию, на которой вероятность разрушения волокон от перегрузки выше, чем вероятность первичных разрывов. [1]
Анализ функций накопления повреждений или кинетики выключения из работы волокон в результате их разрывов Wb, отслоения от матрицы W о и релаксации напряжений в матрице Wt ( рис. 117) показывает, что количество волокон, разрушившихся при приложении нагрузки, в течение последующей выдержки образца меняется незначительно. Плавное накопление повреждений происходит в основном за счет релаксационных процессов, развивающихся в матрице в дефектных местах. Постепенное накопление повреждений ( увеличение неэффективных длин или выключение из работы дополнительного количества волокон в квазиобъемной постановке) приводит к повышению напряжений в оставшихся неразрушенных волокнах. В результате при некотором фиксированном моменте времени в моделируемом сечении образца развиваются лавинные процессы разрушения и отслоения волокон, имитирующие развитие макроразрушения образца. [2]
Анализ функций накопления повреждений ( рис. 90), построенных в результате моделирования образцов бороалюминия с различными объемными долями компонентов, показывает, что при малых объемных долях волокон ( Vf 0 05) и значительном разбросе их прочностных свойств ( Pf 3) происходит кумулятивное разрушение путем постепенного накопления повреждений, реализуется высокая прочность коротких участков волокон. При объемных долях Vf 0 10 после некоторого критического напряжения число волокон, разрушающихся от локальных перегрузок, становится больше первично разрушенных при повышении уровня нагрузки, увеличивается вероятность лавинных процессов макроразрушения материала. При более высоких объемных долях Vf 0 3 процесс накопления повреждений прерывается лавинными процессами разрушения волокон, приводящими к макроразрушению композита. [3]
На рис. 82 построены функции накопления повреждений, полученные при нескольких реализациях процесса, т.е. при исследовании развития разрушения в нескольких сечениях. Несмотря на то что они отличаются друг от друга, имея случайный характер, можно выделить и общие закономерности. [4]
 |
Функция накопления повреждений ( а. изменение напряжений в волокнах, в матрице, изменение несущей способности волокон ( б. кривая ползучести с тремя характерными стадиями ( в. [5] |
В случае малых объемных долей волокон, когда разрушение отдельных волокон не вызывает существенной перегрузки соседних и не может служить причиной их последующих разрывов, функцию накопления повреждений W ( Of) можно определить как функцию вероятности дробления волокон W ( af) F ( af) ( см. гл. Если исходное распределение прочности армирующих волокон G ( су) аппроксимируется вейбулловским распределением, то аналитическое выражение функции накопления повреждений, согласно ( 9) разд. [6]
 |
Схема локальной фрагментации волокон и зависимость зоны фрагментации от приложенных напряжений при различных температурах испытаний. [7] |
То обстоятельство, что изменение размера зоны фрагментации волокон качественно меняет характер накопления повреждений в материале, учитывалось при расчетах изменением параметра /, входящего в выражение для функции накопления повреждений W ( o /) ( 9) разд. [8]
Функции накопления повреждений W ( а 6) ( см. рис. 82) могут быть использованы непосредственно для построения диаграмм растяжения. [9]
Развитие разрушения в сечениях образца удобно характеризовать функциями накопления повреждений W, которые в данном случае представляют собой изменение относительного числа разрушенных волокон в сечении с ростом напряжений. [10]
Накопление разрывов волокон приводит к уменьшению их несущей способности. Предполагая, что накопление повреждений происходит статистически равномерно во всем объеме материала, введем функцию накопления повреждений W ( of), характеризующую отношение количества разрушенных волокон в некотором сечении материала ( или слое критической длины) к общему количеству волокон. [11]
Несушая способность материала определяется, по-видимому, наиболее ослабленными объемами ( сечениями), и окончательное разрушение происходит в результате развития первого лавинного процесса в некотором сечении. В силу этого накопление повреждений в образце материала может характеризоваться огибающей, которая расположена выше функции накопления повреждений в отдельных сечениях. Семейство таких огибающих, полученных в результате имитации испытаний нескольких образцов ( рис. 82, б) уже позволяет судить о свойствах материала, исключая случайный характер единичной реализации процесса в некотором сечении. [12]
 |
Функция накопления повреждений ( а. изменение напряжений в волокнах, в матрице, изменение несущей способности волокон ( б. кривая ползучести с тремя характерными стадиями ( в. [13] |
В случае малых объемных долей волокон, когда разрушение отдельных волокон не вызывает существенной перегрузки соседних и не может служить причиной их последующих разрывов, функцию накопления повреждений W ( Of) можно определить как функцию вероятности дробления волокон W ( af) F ( af) ( см. гл. Если исходное распределение прочности армирующих волокон G ( су) аппроксимируется вейбулловским распределением, то аналитическое выражение функции накопления повреждений, согласно ( 9) разд. [14]
В некоторых случаях, например при небольших объемных долях волокон, лавинные процессы разрушения волокон менее выражены, функции накопления повреждений возрастают довольно плавно и их анализ не дает естественного разделения процесса разрушения на этапы. Сумма этих функций дает накопление повреждений. При малых уровнях нагрузки количество волокон, разрушенных от перегрузок, намного меньше, чем первично разрушенных. Но по мере увеличения нагрузки количество волокон, разрушенных от перегрузок, возрастает и начинает преобладать. [15]
Страницы: 1 2