Cтраница 4
С позиций теории и практики проектирования несущих конструкций армированные полимерные композиты обладают весьма важной особенностью, которая заключается в возможности варьирования их механических свойств в широких пределах за счет изменения состава, концентрации и взаимного расположения армирующих элементов. Практическое использование этой особенности армированных композитов, реализуемое в процессе оптимального проектирования, позволяет получать конструкции, в которых эффективно учитываются не только их назначение, условия эксплуатации, но и технология изготовления. [46]
Выше приведены формулы (3.48) и (3.49) для определения средних деформаций и корреляционных моментов в компонентах хаотически армированного композита. Эти же соотношения справедливы и для расчета соответствующих статистических характеристик напряжений, так как в них физический смысл величин не играет никакой роли. [47]
Знак и величину межслойных напряжений можно с достаточной точностью рассчитать, используя аналитическую модель Пэйгано и Сони [7] ( гл. В соответствии с этим утверждением, при одноосном растяжении наблюдается сильное расслоение композита ( 30 / 90) 5 и практически отсутствует расслоение у ортогонально армированного композита. Исключение составляют укладки, у которых слои 90 не разделены слоями 0, а объединены в толстый пакет. Последовательность укладки слоев композита определяет, будут ли нормальные напряжения на кромках растягивающими или сжимающими, и влияет на величину этих напряжений. В первой укладке при одноосном растяжении ( в направлении 0) возникает растягивающее напряжение у свободной кромки, тогда как во второй, при тех же условиях, межслойное напряжение будет сжимающим. Таким образом, слоистый композит с укладкой ( 30 / 90) 5 сильно расслаивается до окончательного разрушения при одноосном растяжении и совершенно не расслаивается при одноосном сжатии, поскольку в этом случае межслойные нормальные напряжения также сжимающие. По той же причине расслоение слоистого композита с укладкой ( 90 / 30) 5 наблюдается при одноосном сжатии, но не при одноосном растяжении. [48]
Соотношения (7.7), (7.14), (7.17), ( 7.21 - 7.25) можно рассматривать только как приблизительные, оценочные, поскольку модель для их расчета очень идеализирована. Технологические дефекты, неоднородности в распределении волокон и частиц по объему, форме, кривизне их сечений, разориентации и анизотропии свойств приводят к тому, что реальные характеристики армированных композитов отличаются от расчетных. Поэтому для паспортизации композитов обычно используют экспериментально определенные упругие константы. [49]
Упругие константы однонаправленного материала, представляющего свойства расчетного элемента в главных осях, рассчитывают по одной из теорий армирования. В этом аспекте отличие методики расчета упругих свойств пространственно-армированного материала, принятой в работах [40, 42, 43], от предложенной в работе [25] состоит в выборе расчетных свойств составного элемента - кирпичика многонаправленно армированного композита. В работе [25] принят двухмерноармирован-ный слой с модифицированной матрицей, в работе [42] - гексагонально-армированная однонаправленная среда. [50]
Изотропные материалы имеют одинаковые свойства во всех направлениях, анизотропные - разные. К числу изотропных композитов относятся псевдосплавы и хаотично армированные материалы. Упрочнение хаотично армированных композитов осуществляется короткими ( дискретными) частицами игольчатой формы, ориентированными в пространстве случайным образом. В качестве таких частиц используют отрезки волокон или нитевидные кристаллы ( усы), при этом композиты получаются квазиизотропными, т.е. анизотропными в микрообъемах, но изотропными в макрообъеме всего изделия. [51]
Во втором издании справочника переработаны и дополнены разделы, в которых излагаются общие математические закономерности, принятые для описания деформаций и прочности анизотропных конструкционных материалов. Дополнительно рассмотрены вопросы анизотропии разрушающих деформаций, важные для материалов малой жесткости, а также особенности тензометрии, связанные с анизотропией упругих свойств. Расширены разделы, посвященные свойствам армированных композитов. [52]
Состояние дела в обоих этих областях характеризуется мощным потоком предлагаемых методов испытаний и новых теоретических исследований. И в том и в другом направлениях предстоит еще много работы, особенно это касается приведения в соответствие результатов, получаемых различными методами. Особые проблемы возникают при испытаниях хаотически армированных композитов и трехмерноармированных материалов. [53]