На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Непрерывными волокнами

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

Величина короткими волокнами всегда больше соответствующей величины для композиции, с непрерывными волокнами, так как дкр < /кр.[7, С.25]

Рассмотрим композит, армированный непрерывными волокнами. Если положить, что в качестве волокна использовано стекло Е, а в качестве матрицы — полиэфирная смола, то можно считать, что отношение модуля упругости волокна к модулю упругости матрицы равно примерно 20. Обычно модуль упругости волокна имеет очень высокие значения по сравнению с модулем упругости матрицы. На основании этого можно использовать допущение о том, что для композитов, армированных непрерывными волокнами, можно не принимать во внимание напряжения, действующие в матричной фазе. Такое допущение использовано в теоретической работе Кокса [2.2]. При этом приняты также следующие условия:[8, С.27]

Прочность композиций, армированных непрерывными волокнами. В волокнистых композициях непрерывные волокна обычно распределены по всему объему. В целях упрощения предположим, что они однородны, непрерывны, ориентированы в одном направлении и прочно сцеплены с матрицей, так что при деформировании между ними отсутствует проскальзывание. Пусть к образцу из такого композиционного материала приложена осевая нагрузка Р, которая связана с напряжением соотношением[7, С.15]

Поведение композита, армированного непрерывными волокнами, отличается от поведения материала, армированного дискретными волокнами. Наиболее часто армирование осуществляется непрерывными волокнами. Положим, что на композит с непрерывными волокнами в направлении волокна действует растягивающая нагрузка и до разрушения в материале возникают одинаковые деформации. Воспользуемся следующими обозначениями: efu — деформация при разрушении волокна; кти — деформация при разрушении матрицы; 8С — средняя деформация композита.[8, С.113]

Разрушение композиций, армированных непрерывными волокнами, также может сопровождаться вытягиванием волокон. Рассмотрим этот случай, используя модель Купера [119]. В модели предполагается, что прочность волокон всюду равна [7, С.24]

В отличие от композиционных материалов с непрерывными волокнами в материалах с короткими волокнами значительно труднее добиться одноосной ориентации волокон. Разработаны несколько процессов для ориентации коротких волокон типа асбестовых или нитевидных монокристаллов [56], однако распределение волокон в таких широко распространенных материалах как полиэфирные пресс-композиции и литьевые армированные термопласты обычно близко к хаотическому. Хаотическое распределение резко снижает эффективность усиления полимеров короткими волокнами, так как напряжения, передаваемые на неориентированные волокна, могут быть очень малыми или даже равными нулю. Одним из путей учета относительной эффективности усиления волокнами является использование коэффициентов эффективности для волокон с заданным типом ориентации и для композиции в целом. Кренчель предложил этот способ для цементов, усиленных волокнами [57]. Он рассчитал коэффициенты эффективности усиления для некоторых идеализированных типов распределения волокон, показанных на рис. 2.38. Если композиционной материал имеет соответствующее распределение волокон, то его проч-[21, С.93]

Среди полимерных материалов, армированных непрерывными волокнами, углепластики — одни из наиболее перспективных. В настоящее время для получения армированных пластиков используются, как известно, не только углеродные волокна. Уже продолжительное время применяются борные волокна, которые по сравнению с углеродными волокнами обладают большей жесткостью. Арамидные волокна, с появлением которых изменились наши представления о свойствах органических волокон, имеют значительно меньшую плотность, чем углеродные волокна. Волокна из карбида кремния и оксида алюминия весьма стойки к воздействию высоких температур. Поэтому углеродные волокна используют тогда, когда они могут успешно конкурировать по свойствам с другими волокнами. Недостатки материалов на основе углеродных волокон можно компенсировать, используя гибридные армированные пластики, которые получают путем сочетания в одном материале углеродных и других типов волокон. Таким образом, при создании современных композиционных материалов применяют дифференцированный подход к выбору волокон или их комбинаций.[13, С.263]

Среди полимерных материалов, армированных непрерывными волокнами, углепластики — одни из наиболее перспективных. В настоящее время для получения армированных пластиков используются, как известно, не только углеродные волокна. Уже продолжительное время применяются борные волокна, которые по сравнению с углеродными волокнами обладают большей жесткостью. Арамидные волокна, с появлением которых изменились наши представления о свойствах органических волокон, имеют значительно меньшую плотность, чем углеродные волокна. Волокна из карбида кремния и оксида алюминия весьма стойки к воздействию высоких температур. Поэтому углеродные волокна используют тогда, когда они могут успешно конкурировать по свойствам с другими волокнами. Недостатки материалов на основе углеродных волокон можно компенсировать, используя гибридные армированные пластики, которые получают путем сочетания в одном материале углеродных и других типов волокон. Таким образом, при создании современных композиционных материалов применяют дифференцированный подход к выбору волокон или их комбинаций.[14, С.263]

В [39] композиты армировались однонаправленными непрерывными волокнами, а растягивающая нагрузка прикладывалась в направлении волокон. Деформации в волокне и матрице были равны между собой и равны деформации композита. Кроме того, в работе предполагается, что компоненты композитов нерастворимы. В течение эксперимента на ползучесть напряжения, воспринимаемые волокном и матрицей, изменяются со временем из-за различия в их характеристиках ползучести. Более слабая матрица[6, С.297]

Выше рассматривали в основном композиты, армированные непрерывными волокнами. Следует отметить, что в настоящее время ползучесть композитов, армированных дискретными волокнами, мало изучена. В этом направлении имеется еще много нерешенных проблем. Согласно имеющимся данным, в общем случае можно считать, что с увеличением относительной длины (отношение длины к диаметру) волокна происходит уменьшение скорости деформации при ползучести. На рис. 5.39 приведены результаты испытаний на ползучесть, полученные Келли и др. [5.39]. Ис-[8, С.144]

Прочность КМ с дискретными волокнами достигает 90 % прочности КМ с непрерывными волокнами. Использование высокопрочных волокон с низкой плотностью позволяет получить высокие удельную прочность и удельную жесткость. По удельной прочности КМ превосходят лучшие литые и деформированные титановые и алюминиевые сплавы.[18, С.126]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гуляев А.П. Металловедение, 1978, 648 с.
2. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы, 1987, 224 с.
3. Браутман Л.N. Механика композиционных материалов Том 2, 1978, 568 с.
4. Браутман Л.N. Поверхности раздела в металлических композитах Том 1, 1978, 440 с.
5. Браутман Л.N. Применение композиционных материалов в технике Том 3, 1978, 512 с.
6. Браутман Л.N. Разрушение и усталость Том 5, 1978, 488 с.
7. Портной К.И. Структура и свойства композиционных материалов, 1979, 256 с.
8. Фудзии Т.N. Механика разрушения композиционных материалов, 1982, 232 с.
9. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы. Справочник, 1987, 224 с.
10. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов, 2001, 288 с.
11. Лахтин Ю.М. Материаловедение Учебник для высших технических учебных заведений, 1990, 528 с.
12. Андреева А.В. Основы физикохимии и технологии композитов, 2001, 193 с.
13. Симамура С.N. Углеродные волокна, 1987, 304 с.
14. Симамура С.N. Углеродные волокна, 1987, 304 с.
15. Ржевская С.В. Материаловедение Учебник, 2004, 422 с.
16. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов, 1971, 496 с.
17. Гуляев А.П. Металловедение, 1978, 648 с.
18. Комаров О.С. Технология конструкционных материалов, 2005, 560 с.
19. Карабасов Ю.С. Новые материалы, 2002, 736 с.
20. Любин Д.N. Справочник по композиционным материалам Книга 2, 1988, 581 с.
21. Бабаевского П.Г. Промышленные полимерные композиционные материалы, 1980, 472 с.
22. Браутман Л.N. Композиционные материалы с металлической матрицей Т4, 1978, 504 с.
23. Нильсен Л.N. Механические свойства полимеров и полимерных композиций, 1978, 312 с.
24. Арзамасов Б.Н. Материаловедение, 2002, 657 с.
25. Кулак М.И. Фрактальная механика материалов, 2002, 305 с.
26. Немировский Ю.В. Прочность элементов конструкций из композитных материалов, 1986, 166 с.
27. Пэйгано Н.N. Межслойные эффекты в композитных материалах, 1993, 347 с.
28. Григорович В.К. Дисперсионное упрочнение тугоплавких металлов, 1980, 305 с.
29. Лозинский М.Г. Новые направления развития высокотемпературной металлографии, 1971, 169 с.
30. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.

На главную