На главную

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

Статья по теме: Структуры композита

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

Скачать полный текст

Преимущество теории эффективных модулей и ее современных аналогов состоит в том, что дискретный характер истинной структуры композита описывается в рамках однородного континуума. Таким образом, эта приближенная теория позволяет работать лишь с одной системой уравнений, описывающих поведение композиционной среды как единого целого, вместо того чтобы иметь дело с несколькими системами полевых уравнений (по системе для каждой неоднородности элемента). Для широкого класса условий нагружения теория эффективных модулей оказывается вполне удовлетворительной. Однако она становится малопригодной в таких задачах статики, в которых главное внимание обращается на вычисление локальных значений полевых переменных, как, например, при исследовании разрыва[2, С.355]

Некоторые нежелательные динамические эффекты, такие, например, как увеличение напряжений при взаимодействии отраженных и преломленных волн, могут быть уменьшены при надлежащем проектировании структуры композита. Исследования в этом направлении относятся к теории оптимизации. Разумеется, следует иметь в виду, что исследование динамики представляет собой лишь один аспект (возможно, второстепенный) при выборе структуры композита. В настоящее время известны некоторые результаты для слоистой среды. Установлено, в частности, что на уровень динамических напряжений существенное влияние оказывают такие параметры, как количество слоев, их толщины и свойства материалов. Если некоторые из этих параметров заданы, то остальные можно подобрать таким образом, чтобы для некоторых частных видов структуры и внешней нагрузки растягивающие напряжения были минимальными,[2, С.387]

В противоположность композитам с дрочной поверхностью раздела, которые разрушаются либо по матрице, либо по волокну, композиты со слабой .поверхностью раздела разрушаются по границе раздела волокно — матрица, наиболее слабому звену системы. 'То, какой элемент структуры композита окажется слабым звеном, зависит от вида натружения; в данной главе рассмотрено лишь нагружение продольным растяжением. При таком нагруже-нии можно выделить четыре типа разрушения по поверхности раздела:[3, С.140]

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.[4, С.245]

Судя по данным., полученным для других пластинчатых структур, эти выводы, по-видимому, имеют общий характер. Аналогично композиту А1 — СиА12 ведет себя композит А1 — А13№ со стержневой структурой: при температурах, превышающих 0,9 температуры плавления, фаза Al3Ni огрубляется и приобретает огранку [4, 8]. Предварительная холодная деформация или наличие неметаллических включений ускоряет огрубление структуры композита Al — Al3Ni; кроме того, меняется строение поверхностей раздела с низкой энергией и возникают дополнительные дефекты.[3, С.258]

Поскольку при переходе от высокомодульных армирующих элементов к низкомодульному материалу матрицы упругие постоянные резко изменяются, все эти методы необходимо было модифицировать с тем, чтобы учесть возможные разрывы некоторых компонент тензоров напряжений и деформаций на границах раздела фаз. Для вывода дисперсионных соотношений был использован метод Рэлея — Ритца решения вариационных уравнений. Была исследована проблема о распространении гармонических волн в направлении, образующем произвольный угол с характерным направлением структуры композита. Структура композита может быть в принципе произвольной; например, можно рассматривать параллельные волокна с квадратной или гексагональной укладкой, трехмерные системы волокон или ячейки в форме произвольного параллелепипеда. Можно рассматривать включения нескольких типов, причем упругие свойства включений и матрицы могут меняться от точки к точке (но без нарушения периодичности по ячейкам). Результаты, полученные к настоящему времени, большей частью ограничены, как отмечено в работе Ли [40], случаем слоистых структур. Заметим, что волновые решения Флоке при определенной геометрии композита дают возможность получить точные решения для неустановившихся режимов. Этим способом Ли [40] (в его работе есть ссылки и на другие источники) решил задачу о распространении волны, возникающей при внезапном приложении давления к границе полупространства. В работе Пека [54] кратко рассматриваются применения теории Флоке — Блоха для случая неодномерных задач.[2, С.382]

Выбор материала матрицы и геометрической структуры композита диктует и выбор способа его изготовления. На рис. 11.3 показан обычный способ изготовления слоистых и намотанных композитов с полимерной матрицей. Волокна сматывают с бобин, подвергают поверхност-[5, С.138]

Различие данных эксперимента и модели можно объяснить накоплением повреждений структуры композита при циклическом на-гружении, что вызывает снижение сопротивления материала распространению трещины. Это подтверждается тем, что разрушение не всегда происходило от расслоения наименьшей длины имеющего, следовательно, наибольший уровень напряжений в его вершине. Учитывая вероятностный характер прочности борных волокон, их разрушение возможно при напряжениях, много меньших предельных для композита в целом. Как показано в работе [32], наличие поля микродефектов перед фронтом макротрещины трещины влияет на значение коэффициента интенсивности напряжений, что не учитывается в модели. Другим объяснением может служить различие в расчетных и реальных схемах образцов, так как после циклического нагружения размеры трещин расслоения были различными. В расчетных схемах предполагалось, что ответвления расположены симметрично относительно поперечной трещины.[6, С.253]

В корреляционном приближении метода периодических составляющих удалось учесть неоднородность полей деформирования в элементах структуры композита. При расчете тензора С* эффективных упругих свойств квазипериодического композита основные свойства структуры (такие как непрерывность матрицы и дискретность включений, их форма и ориентация, объемное содержание) учитываются тензором С*р эффективных упругих свойств композита с периодической структурой, а разупорядоченность квазипериодической структуры — соответствующими поправками в формуле (4.18).[9, С.75]

Совокупность центральных многоточечных моментных функций (/c'(r)/c'(ri)), (к1 (г)к'(г 1)к'(г2)),. •• полностью характеризует геометрию случайной структуры композита [62, 247, 296]. Было предположено, что ориентация вектора а не имеет преобладающих направлений в плоскости и его модуль |а| равномерно распределен на отрезке [О, Дтах] • Параметр ячейки Дтах — радиус предельной окружности, выход за которую центра включения считаем невозможным, так как это приводит к пересечению включением границы ячейки.[9, С.69]

Время от времени для ненаполненных, неармированных пластиков возникает необходимость определения механических свойств как характеристики исходной структуры композита. Предел прочности, модуль упругости и значение критического удлинения (особенно при испытаниях на растяжение) могут определяться для гарантии того, что смещение, отверждение и все другие технологические процедуры будут обеспечивать требуемые характеристики связующего. Минимальные возможные параметры могут быть указаны в технических условиях на связующие.[7, С.449]

... 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. Материалы Н.С. Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии, 1996, 256 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. Геракович К.N. Неупругие свойства композиционных материалов, 1978, 296 с.
5. Андреева А.В. Основы физикохимии и технологии композитов, 2001, 193 с.
6. Москвичев В.В. Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов, 2002, 335 с.
7. Любин Д.N. Справочник по композиционным материалам Книга 2, 1988, 581 с.
8. Алфутов Н.А. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов, 1984, 264 с.
9. Вильдеман В.Э. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов, 1997, 288 с.
10. Кулак М.И. Фрактальная механика материалов, 2002, 305 с.
11. Нарусберг В.Л. Устойчивость и оптимизация оболочек из композитов, 1988, 299 с.
12. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов, 1984, 336 с.
13. Немировский Ю.В. Прочность элементов конструкций из композитных материалов, 1986, 166 с.
14. Пэйгано Н.N. Межслойные эффекты в композитных материалах, 1993, 347 с.
15. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.
16. Соколкин Ю.В. Электроупругость пьезокомпозитов с нерегулярными структурами, 2003, 176 с.

На главную