На главную

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

Статья по теме: Слоистого материала

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

Скачать полный текст

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.[5, С.98]

Предположим, однако, что полоса является одним из слоев слоистого материала, находящегося под действием растягивающей нагрузки; при этом сверху и снизу она стеснена другими слоями. Ясно, что ни условие (8), ни (16) в этом случае не подходят, поскольку в общем случае на поверхностях раздела при выполнении условия (8) не имеет места непрерывность усилий, а при выполнении условия (16) не удовлетворяется требование непрерывности перемещений. Для твердых ограничивающих слоев удобно условие (8), а для очень мягких слоев кажется приемлемым условие (16),[2, С.25]

Другим побудительным мотивом для изучения эффективных модулей слоистого материала является широкое использование такого материала в качестве модели более сложных неоднородных материалов, например композитов, армированных трехмерными сетками волокон [3, 6, 8]. Наконец, для правильной интерпретации результатов даже самых обычных экспериментов со слоистыми композитами необходимо принимать во внимание эффективные определяющие соотношения.[2, С.39]

В предыдущих разделах выведены формулы для эффективных модулей слоистого материала, состоящего из анизотропных слоев. Определив эти эффективные модули, можно подробно описать поле напряжений с помощью локальных определяющих.[2, С.53]

При выборе материалов конструктор должен иметь в руках выбор так называемых расчетных допущений. Ими являются показатели свойств при растяжении, сжатии и сдвиге монослоя или слоистого материала, из которого изготовляется элемент конструкции. Монослои анизотропны, и поэтому конструктор не обнаружит в справочнике единственных значений прочности, модуля упругости, коэффициента Пуассона и др., как в случае металлов. Вместо этого используются серии графиков, которые иллюстрируют изменение прочности и модуля в зависимости от ориентации волокна. Теоретические значения этих показателей могут быть получены на основании законов микромеханики, однако практически реализуемые должны определяться экспериментально. Эти экспериментальные данные и последующий анализ обеспечивают необхо-[5, С.58]

Рис. 5.9. Зависимость относительных модулей упругости и коэффициентов Пуассона слоистого материала от коэффициента Пуассона матрицы vc при Еа/Ес = 150; ц = 0,10:[1, С.143]

При вычислении констант слоистой модели трехмерноармированного композиционного материала применяют два подхода. В первом из них используют обобщенный закон Гука для ортотропного слоистого материала в случае трехмерного деформирования. Исходя из условия равенства послое-вых деформаций, параллельных плоскости слоев (условия Фойгта), и равенства напряжений, перпендикулярных плоскости слоев (условия Рейсса), вычисляют все константы материала. Во втором подходе [4] используют зависимости, в которых напряжения Ofc, перпендикулярные плоскости слоев «У, не учитывают, что следует из условий плоской задачи. Тогда свойства материала в направлении k следует рассчитывать при сведении трехмерной структуры к слоистой, но[1, С.121]

Использование теории слоистых конструкций (пластин или оболочек) в исследовании композитов служит двоякой цели. Кроме приближенных уравнений полей, которые используются при решении конкретных краевых задач, получаются определяющие соотношения для самого слоистого материала. Иначе го-[2, С.17]

Расчет упругих характеристик элементарного слоя содержит два этапа: определение характеристик приведенной матрицы за счет усреднения упругих свойств волокон, уложенных в направлении, перпендикулярном к плоскости слоя, со связующим; и расчет характеристик слоя исходя из упругих свойств волокон, параллельных плоскости слоя, и свойств модифицированной матрицы. Таким образом, последующий расчет деформативных характеристик слоистого материала определяется выбором направлений армирования, которые усредняются при модификации свойств матрицы или являются арматурой выделенного элементарного слоя.[1, С.57]

Обычно необходимо присутствие небольшого количества воды :на поверхности раздела, для того чтобы аппрет выполнял свою роль в композитах, упрочненных стекловолокном. Поэтому стеклоткань вначале выдерживали в среде с различной относительной влажностью при 22 °С не менее 75 суток, а затем обрабатывали •аппретом NOL-24 в органических растворителях ['13]. При изменении относительной влажности воздуха от 50 до 88% прочность слоистого материала изменялась незначительно. Оптимальные результаты были получены после выдержки стеклянных волокон в среде с относительной влажностью более 70%. Следовательно, •относительная влажность воздуха менее 50% может оказаться •слишком низкой, чтобы существовала достаточно прочная связь аппрета со стеклом.[4, С.28]

Простейшие слоистые материалы состоят из связанных гомогенных изотропных пластин. При изготовлении этих материалов слабые плоскости можно располагать благоприятным образом — так, чтобы обеспечить высокую вязкость разрушения композита. Рассмотрим идеализированный слоистый материал, изображенный на рис. 25. Поле напряжений перед трещиной задается уравнением (2). На небольшом расстоянии перед вершиной трещины развиваются поперечные растягивающие напряжения ахх. Они, в сочетании со сдвиговыми напряжениями txy (возникающими при любых значениях угла 0, кроме 6 = 0°), могут вызвать межслоевое разрушение. Маккартни и др. [24] изучали сопротивление развитию трещины слоистого материала из высокопрочной стали (203 кГ/мм2) для случаев низкой, средней и высокой прочности связи. Связь низкой прочности (3,5—7,0 кГ/мм2) обеспечивали с помощью эпоксидных смол, а также оловянного и свинцово-оло-вянного припоя, связь средней прочности (38—60 кГ/мм2) — с помощью серебряного припоя, а высокопрочную связь (140 кГ/мм2) — путем диффузионной сварки слоев. Во всех случаях при испытании на ударную вязкость по Шарли образцы разрушались лишь до первой плоскости соединения слоев. Остальная часть образца сильно деформировалась и расслаивалась по той же поверхности раздела, но не разрушалась. Сходные результаты получил и Эмбе-ри с сотр. [9]. Если прочность связи уступает прочности листов, то происходит торможение трещины. Ляйхтер [23], однако, установил, что охрупчивающая фаза, возникающая при использовании некоторых твердых припоев, может существенно снизить вязкость разрушения.[3, С.296]

... 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. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы, 1987, 224 с.
2. Браутман Л.N. Механика композиционных материалов Том 2, 1978, 568 с.
3. Браутман Л.N. Поверхности раздела в металлических композитах Том 1, 1978, 440 с.
4. Браутман Л.N. Поверхности раздела в полимерных композитах Том 6, 1978, 296 с.
5. Браутман Л.N. Применение композиционных материалов в технике Том 3, 1978, 512 с.
6. Геракович К.N. Неупругие свойства композиционных материалов, 1978, 296 с.
7. Лозинский М.Г. Тепловая микроскопия материалов, 1976, 304 с.
8. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении, 1979, 120 с.
9. Фудзии Т.N. Механика разрушения композиционных материалов, 1982, 232 с.
10. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы. Справочник, 1987, 224 с.
11. Симамура С.N. Углеродные волокна, 1987, 304 с.
12. Симамура С.N. Углеродные волокна, 1987, 304 с.
13. Карабасов Ю.С. Новые материалы, 2002, 736 с.
14. Бабаевского П.Г. Промышленные полимерные композиционные материалы, 1980, 472 с.
15. Браутман Л.N. Композиционные материалы с металлической матрицей Т4, 1978, 504 с.
16. Пэйн Г.Ф. Технология органических покрытий том1, 1959, 761 с.
17. Ашкенази Е.К. Анизотропия конструкционных материалов Изд2, 1980, 248 с.
18. Белозеров Г.Л. Композитные оболочки при силовых и тепловых воздействиях, 2003, 388 с.
19. Вильдеман В.Э. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов, 1997, 288 с.
20. Нарусберг В.Л. Устойчивость и оптимизация оболочек из композитов, 1988, 299 с.
21. Пэйгано Н.N. Межслойные эффекты в композитных материалах, 1993, 347 с.
22. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.
23. Скудра А.М. Прочность армированных пластиков, 1982, 216 с.

На главную