Разрушенное волокно

Cтраница 4

При подсчете числа разрушенных волокон и тех, которые вытаскивались из матрицы ( в разрушенном поперечном сечении), было установлено, что, если прочность ( и модуль) матрицы снижается, число разрушенных волокон также уменьшается и большинство из них вытаскиваются из матрицы. То же самое наблюдение было сделано как в случае повышения температуры в кратковременных экспериментах, так и в случае испытаний на ползучесть при более низкой температуре. [46]

Часть осевой нагрузки, перераспределяющейся с разрушенного волокна, воспринимается не только соседними волокнами, но и матрицей, их окружающей. Неучет этого обстоятельства в ряде случае приводит к качественно неверным результатам, в частности, при построении зависимости перегрузки волокон от их объемных долей. [47]

При двухосном напряженном состоянии влияние расположения волокон в полимерной матрице на склонность к расслоению многослойной композиции становится еще более существенным. В этом случав на концентрацию напряжений, вызванную разрушенными волокнами, накладывается концентрация, вызванная нагрузкой, перпендикулярной армирующим волокнам. [48]

Поскольку разрушение волокон не происходит в одном и том же поперечном сечении, среднее напряжение в неразрушенных волокнах не должно значительно превышать номинальное напряжение, подсчитанное по площади поперечного сечения всех волокон. Это предположение оказывается справедливым даже при учете концентрации напряжения по концам разрушенных волокон. Для того чтобы разрушение одного волокна не вызывало прогрессивного разрушения окружающих волокон, необходимо, чтобы волокна, окружающие место разрушения, выдерживали на коротких участках это небольшое повышение напряжения. В то же время очевидно, что прогрессивное разрушение волокон, начинающееся от одного разрушенного волокна, снижает номинальную прочность композиции. [50]

Подстановкой Г / в уравнения ( 2) с учетом связи касательных напряжений со сдвиговыми деформациями и зависимости ( 8) можно получить систему дифференциальных уравнений относительно перемещений волокон. Количество уравнений в системе определяется тем, насколько велика рассматриваемая область, окружающая разрушенное волокно. [51]

Распределение напряжений в волокнах первого и второго поясов при различных уровнях нагрузки или изменение распределения напряжений по мере развития пластичестких сдвигов деформаций матрицы. [52]

На графиках можно проследить три области изменения перемещений, деформаций и напряжений по длине разрушенного волокна: область, в которой матрица на сдвиг деформируется пластически ( z zrmin), упруго ( z zrrtax) и упруго-пластически ( z min ZT zrmax) где по периметру волокна имеются и упругие, и пластические сдвиговые деформации матрицы. Сопоставление графиков на рис. 24 поясняет, как получено решение в переходной области. [53]

В большинстве случаев практического применения волокнистых композитов объемная доля волокон велика, и они воспринимают большую часть нагрузки. Функция матрицы состоит в том, чтобы удерживать волокна вместе и передавать нагрузку от разрушенных волокон на окружающие при помощи сдвиговых напряжений вблизи мест разрывов. Это действительно так, если большинство волокон непрерывные и нагрузка прикладывается в направлении их укладки. Если они разрывны или нагрузка прикладывается не в направлении волокон ( в однонаправленном композите или армированном под углом), то материал матрицы в значительной степени участвует в восприятии приложенной нагрузки. [54]

Если ни волокно, ни матрица не являются пластичными, то достаточно, чтобы прочность матрицы составляла лишь малую долю прочности волокон. Важно при этом, чтобы матрица имела большое локальное удлинение, обеспечивающее перенос нагрузки от разрушенного волокна к ближайшему соседнему, и, таким образом, включала в работу большую часть длины большинства волокон. Когда волокна прочные, но хрупкие, в случае растяжения материала вдоль волокон наличие матрицы, у которой трещины развиваются хрупким образом задолго до достижения в волокнах высоких напряжений, хуже, чем полное ее отсутствие. [55]

Могут возникнуть ситуации, когда разрушившиеся волокна окружены несколькими волокнами, разрушившимися ранее, или разрушаются одновременно несколько волокон, или вообше в сечении разрушенных волокон уже больше, чем неразрушенных. Во всех этих случаях перераспределение напряжений осуществляется по единому алгоритму, т.е. напряжения, попа-даюиие на разрушенные волокна, неоднократно перераспределяются на соседние, пока не становятся меньше заданного уровня. [56]

Характер разрушения образца композита Т140А - В ( отжиг 1144 К, 1 5 ч при поперечном растяжении. [57]

При испытаниях под углами 60 и 90 разрушение происходит в основном не по поверхности раздела, а путем расщепления волокон, и, значит, при данных условиях испытания прочность поверхности раздела превышает поперечную прочность волокна. Хотя двух - и четырехслойные образцы обладают примерно одинаковой прочностью при растяжении, они различаются по характеру распределения разрушенных волокон. В образцах большей толщины расщепление волокон происходит по всей ширине рабочей части образца. В таких образцах большей толщины поперечное сечение уменьшается пропорционально сечению расщепленных волокон, и матрица благодаря деформационному упрочнению может взять на себя нагрузку, высвобожденную расщепленным волокном, раньше, чем в данной точке начнется разрушение композита. В более тонких образцах расщепление волокна уменьшает поперечное сечение до такой степени, что композит разрушается раньше, чем матрица оказывается в состоянии компенсировать это уменьшение за счет деформационного упрочнения. [58]

Изменение распределения напряжений в волокнах в плоскости надреза по мере увеличения глубины надреза. [59]

Приведенный анализ для случая упругого деформирования компонентов может быть дополнен учетом упругопластических свойств матрицы аналогично разд. Разработанные модели, как уже отмечалось, позволяют исследовать перераспределение напряжений в композите, имеющем дефекты в виде разрушенных волокон или групп разрушенных волокон различной конфигурации. Но в силу того что число возможных конфигураций дефектов чрезвычайно велико, при непосредственном моделировании процессов разрушения на ЭВМ представляется целесообразным применять более простые и эффективные алгоритмы перераспределения напряжений, которые опираются на результаты исследований некоторых наиболее характерных ситуаций. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5