На главную

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

Статья по теме: Волокнистые композиции

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

Скачать полный текст

Волокнистые композиции состоят из матрицы, содержащей упрочняющие одномерные элементы в форме волокон (проволоки), нитевидных кристаллов и др. Слоистыми композициями называются системы, состоящие из набора чередующихся двухмерных армирующих компонентов в виде листовых, пластинчатых и фольговых материалов, жестко связанных между собой по всей поверхности. К другой группе по структурным признакам относятся дисперсноупрочненные материалы, содержащие равномерно распределенные в объеме матрицы ультрадисперсные нуль-мерные частицы, не взаимодействующие активно с матрицей и не растворяющиеся в ней [57—59].[1, С.5]

Испытывали композиционные материалы с матрицами из полиэфирной, поливиниловой и эпоксидной смол, упрочненных стекловолокном и стеклотканью. С одной стороны, однонаправленные волокнистые композиции обладают повышенными прочностными свойствами на сжатие, с другой стороны, что нежелательно, — повышенной теплопроводностью. Для грубой оценки влияния способа армирования сравнивают отношение предела прочности на сжатие к теплопроводности [3].[2, С.371]

При высоких температурах, в этих материалах важное значение имеет форма зерна, т. е. отношение его длины / к диаметру d. Р. Фрэзер и Д. Эванс предложили рассматривать дисперсноупрочненные материалы, как волокнистые композиции, в которых зерна, упрочненные дисперсными частицами, выполняют функцию волокон, а роль границ и прилегающих к ним областей сводится к передаче напряжений от волокна к волокну. В этом случае высокотемпературная прочность может быть повышена путем увеличения площади границ, расположенных в направлении действующих напряжений, путем увеличения отношения lid.[1, С.7]

Для создания крупных магнитных систем, таких как Wisconsin Superconductive Energy Storage Magnet [1, 2], требуется значительное количество материала для высоконагруженных элементов конструкции с низкой теплопроводностью, работающих на сжатие. Балки, несущие сжимающую нагрузку в этом магните, работают в интервале температур от 1,8 К до комнатной. Основные затраты на охлаждение обусловлены потерей тепла через эти балки. Поэтому их теплопроводность желательно свести к минимуму. В качестве конструкционного материала логично выбрать волокнистые композиции на полимерной основе, поскольку они имеют низкое отношение теплопроводности к прочности [3]. Ввиду необходимости большого количества материала (1600 т) он должен быть доступным и дешевым. Это означает, что будут использованы композиционные материалы, выпускаемые промышленностью. Свойства при низких температурах материалов на полимерной основе лабораторного изготовления лучше свойств изделий, полученных в промышленных условиях, поскольку технология изготовления значительно влияет на прочность композитов. Целью настоящего исследования является получение характеристик промышленных композиционных материалов, в частности для сверхпроводящих магнитов.[2, С.370]

Волокнистые композиции — ярко выраженный анизотропный материал, механические свойства которого самым существенным образом зависят от угла ориентации[3, С.260]

Волокнистые композиции с непрерывными ориентированными волокнами практически получаются только методом намотки. При формовании изделий другими методами, такими как прессование или литье под давлением, можно использовать только короткие волокна. Даже если все волокна при этом ориентированы[6, С.270]

Волокнистые композиции отличаются анизотропией свойств и обладают очень высокой прочностью и жесткостью в одном или нескольких направлениях. Для однонаправленных волокнистых композиций по их составу и свойствам компонентов могут быть рассчитаны значения всех пяти или шести независимых модулей упругости с достаточной степенью точности по сравнительно про: стым уравнениям. Модули упругости слоистых волокнистых композиций или композиций с хаотически распределенными волокнами могут быть также легко рассчитаны. Что же касается прочности, то она может быть предсказана очень приблизительно. Некоторые показатели прочности, в частности, продольная прочность при растяжении, определяются главным образом прочностью волокон, тогда как трансверсальная прочность при растяжении или межслойная сдвиговая прочность — свойствами матрицы. Прочность при растяжении и ударная прочность сильно зависят от длины волокон и прочности адгезионной связи волокно—матрица. Для обеспечения высокой прочности при растяжении длина волокон должна возрастать при снижении прочности адгезионной связи. Наоборот, ударная прочность обычно возрастает при уменьшении прочности связи волокно—матрица и сокращении длины волокон до определенного предела.[6, С.289]

Однонаправленные волокнистые композиции обладают повышенной прочностью только в одном направлении. Хаотическое распределение волокон в плоскости или создание многослойных композиций, в которых волокна в различных слоях имеют различную ориентацию, приводит к получению композиций практически изотропных в одной плоскости, т. е. с максимальной прочностью в любом направлении в этой плоскости. Если волокна распределить в трех направлениях, высокая прочность может быть достигнута во всех направлениях. Однако прочность изотропных в плоскости или объеме композиций всегда меньше продольной прочности однонаправленных композиций, хотя эта разница и несколько меньше, чем для модуля упругости.[6, С.274]

Эти данные являются характерными для стеклянных волокон в стеклообразной полимерной матрице и свидетельствуют о том, что однонаправленные волокнистые композиции обладают резко[6, С.282]

В последние годы отчетливо проявляется тенденция к использованию в технике химически неоднородных материалов. К ним относятся стали и сплавы с различными покрытиями, многослойные и волокнистые композиции, связи различных материалов. Химическая неоднородность может[4, С.4]

В изделиях, получаемых промышленными методами переработки полимеров, содержащих короткие волокна, эти волокна могут быть хаотически распределенными или частично ориентированными. В лабораторных условиях моделировали хаотические двух- и трехмерные коротковолокнистые композиции [23, 27, 29, 30, 33, 60—63].[6, С.274]

... 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. Портной К.И. Структура и свойства композиционных материалов, 1979, 256 с.
2. Сборник Н.Т. Механические свойства конструкционных материалов при низких температурах, 1983, 432 с.
3. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, 2001, 640 с.
4. Баранов А.А. Фазовые превращения и термо-циклирование металлов, 1974, 232 с.
5. Бабаевского П.Г. Промышленные полимерные композиционные материалы, 1980, 472 с.
6. Нильсен Л.N. Механические свойства полимеров и полимерных композиций, 1978, 312 с.

На главную