На главную

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

Статья по теме: Разрушения слоистого

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

Скачать полный текст

Процесс разрушения слоистого композиционного материа, можно описать несколькими гипотезами. Существуют две осно ные гипотезы, достаточно хорошо согласующиеся с имеющими! экспериментальными данными. Это — приближение максимал ных продольных напряжений в продольных слоях и прибли* ние максимальной деформации слоя.[5, С.316]

Критерии оценки разрушения слоистого материала. За расчетный предел прочности принимается максимальное напряжение в слоистом материале, при котором еще не происходит механического разрушения. Его легко определить при испытании на растяжение; однако определение предела прочности на сжатие, например, для образца пз композита бор — эпоксидная смола весьма затруднительно. При разрушении плоского вырезанного образца могут расщепиться его концы. Если концы приклеены или зажаты, разрушение может произойти путем поперечного коробления. Если обеспечена достаточная опора в поперечном направлении, при разрушении образец может растрескаться вдоль по волокнам в результате эффекта Пуассона. Какой из этих способов разрушения соответствует реальному пределу прочности на сжатие, не очень понятно, так как в зависимости от методики испытаний величина прочности па сжатие колеблется от 14 000 до 32 000 кгс/см2.[1, С.98]

Вероятность полного разрушения слоистого композита определяется по формуле цепи (23). При повышении напряжения G (а) быстро меняется от нуля до примерно единицы при малом увеличении а. Напряжение а, при котором G (а) достигает, скажем, величины G0 = 0,5, может быть выбрана в качестве напряжения разрушения слоистого композита. По формуле цепи получаем простое уравнение для определения прочности слоистого композита сгс:[2, С.190]

Развитие усталостного разрушения слоистого материала отличается от разрушения монолитного развитием не одной, а целой системы усталостных трещин (рис. 7), что может приводить к повышению усталостной прочности в 1,2—1,4 раза [2]. Прочность границ раздела в работе [2] контролировалась временем диффузионной сварки пакета фолы. При недостаточной прочности связи трещина, достигшая границы, отклоняется, вызывая расслоение фольг (рис. 8,^). Если трещина наталкивается на участок с прочной связью, она его перерезает (рис. 8,5). В случае опти-[10, С.26]

Определение предельных напряжений для слоистых композитов исходит, как правило, из информации о прочностных свойствах однонаправленного слоя. Есть все основания утверждать, что при современном состоянии технологии необходимым условием анализа процесса разрушения слоистого композита является предварительная оценка прочностных свойств однонаправленного композита. В то же время существуют очень убедительные данные, что это, условие не является достаточным. Напряженное состояние, однонаправленного слоя определяется действием трех главных напряжений (нормальных в направлении волокон и под углом' 9вр к ним, касательных в плоскости слоя), 'а также возникающими в композите напряжениями межслойного сдвига и нормальными напряжениями перпендикулярно плоскости слоев. Рассмотрим коротко соотношения между- прочностными свойствами слоя и свойствами составляющих его компонент.[3, С.39]

Как было рассмотрено выше, для слоистых композитов, составленных из упрочняющих элементов с показателем распределения дефектов т, колеблющимся от 6 до 10, максимальная прочность достигается, когда число элементов измеряется только в сотнях* С увеличением размера за этот предел значения равномерно, но относительно медленно падают — грубо на 10% при увеличении размера вдвое. Как видно из табл. IV, для слоистых композитов с максимальной прочностью при докритическом росте трещины необходимо разрушение от 3 до 4 соседних элементов, чтобы началось неустойчивое разрушение. Для композитов с высококачественными элементами (т > 15) это число уменьшается до 2 соседних разрушенных элементов *). Предполагая, что эти критические длины трещин не меняются значительно с увеличением размера, можно вывести простое выражение для прочности слоистых композитов. Если для начала неустойчивого разрушения необходимо разрушение только трех соседних элементов в результате коррелированных статистических процессов, то вероятность разрушения слоистого композита, определяемая уравнением (30), упрощается;[2, С.195]

Рис. 3.7. Типичные виды разрушения слоистого композита. Вид / приводит к катастрофическому разрушению, вид 3 наиболее благоприятен.[3, С.114]

Итак, рассмотрим инженерный подход, предложенный Ро-зеном и Цвебеном [2] и Цвебеном [39]2). К числу аспектов, явно не учитываемых при анализе разрушения слоистого[3, С.58]

Во всех перечисленных подходах из рассмотрения исключена нелинейная зона около кончика трещины, в которой может происходить значительное разрушение материала. Размер этой зоны во всех теориях приблизительно одинаков, и его порядок, по-видимому, не зависит от особенностей слоистой структуры композита (последовательность укладки слоев по толщине и т. п.). Однако перечисленные факторы могут сильно изменять время до разрушения слоистого композита при усталостном нагружении.[3, С.245]

Хотя эта идея неоднократно использовалась и уточнялась в различных моделях разрушения волокнистых и слоистых материалов, например в работах [147, 148], роль границ компонентов в развитии усталостного разрушения материалов наиболее обстоятельно была изучена в работах С.Т. Милейко и В.М. Анищенкова [2, 105], в которых наряду с исследованием механизмов усталостного разрушения бороалюминия исследовались механизмы усталостного разрушения слоистого материала, полученного в результате диффузионной сварки пакета тонких фольг из алюми-ниево-магниевого сплава (6% Mg).[10, С.26]

Как и в большинстве методов построения предельных поверхностей слоистых композитов, считается, что разрушение локализовано в слое, для которого выполнен критерий прочности. После изменения упругих свойств разрушенного слоя в соответствии с его новым состоянием снова определяются эффективные значения матриц жесткости и податливости композита. Действующие на композит нагрузки теперь воспринимают слои, в которых предельное состояние еще не достигнуто. Процесс ступенчатого приложения нагрузки повторяется до разрушения слоистого композита в целом. Считают, как правило, что для полной потери несущей способности композитом достаточно, чтобы по крайней мере в двух слоях было достигнуто предельное напряжение (деформация) в направлении волокон.[3, С.153]

... 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. Браутман Л.N. Применение композиционных материалов в технике Том 3, 1978, 512 с.
2. Браутман Л.N. Разрушение и усталость Том 5, 1978, 488 с.
3. Геракович К.N. Неупругие свойства композиционных материалов, 1978, 296 с.
4. Карабасов Ю.С. Новые материалы, 2002, 736 с.
5. Любин Д.N. Справочник по композиционным материалам Книга 2, 1988, 581 с.
6. Браутман Л.N. Композиционные материалы с металлической матрицей Т4, 1978, 504 с.
7. Алфутов Н.А. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов, 1984, 264 с.
8. Нарусберг В.Л. Устойчивость и оптимизация оболочек из композитов, 1988, 299 с.
9. Пэйгано Н.N. Межслойные эффекты в композитных материалах, 1993, 347 с.
10. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.
11. Скудра А.М. Прочность армированных пластиков, 1982, 216 с.

На главную