На главную

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

Статья по теме: УПРУГОСТИ композитов

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

Скачать полный текст

Значительное число работ по вязко упругости композитов появилось за последнее десятилетие, поэтому большинство ссылок на литературу ограничивается именно данным периодом. При этом ссылки, как правило, даются только на новейшие работы, особенно если они сами содержат обзор предыдущих исследований. Мы надеемся, что эти работы, а также монографии по вязкоупругости (Кристенсен [17], Ферри [29], Флюгге [32], Пипкин [77], Уорд [123]) и посвященные композитам обзоры (Беквиз с соавторами [7, 8], Крокоски f61]) безусловно помогут интересующемуся читателю углубить свои знания.[1, С.103]

При решении стохастических задач теории упругости композитов со случайной структурой свойство локальности моментных функций обычно постулировалось наряду с условием статистической однородности [320]. Известна также гипотеза предельной локальности моментных функций [62], позволяющая получать одноточечные приближения стохастических краевых задач и избегать трудностей, связанных с вычислением интегралов по областям статистической зависимости, в подынтегральные выражения которых входят моментные функции.[5, С.37]

При разработке промышленных композиционных материалов следует ориентироваться на средние физико-механические показатели, приведенные в табл. 26.6 для композитов на основе стекловолокна и полиэфира. Прочность и модуль упругости композитов меняется в основном линейно с содержанием стекловолокнистого (или гибридного волокнистого) наполнителя. Подобные параметры для стекловолокнистых композитов представляют обычно в виде таблицы с указанием цены, массы, формуемости и качества поверхности изделий. Такие величины для основных видов АП можно найти в гл. 7.[4, С.501]

В основном наибольшее влияние дисперсной фазы состоит в увеличении размера трещины, который влияет на все пять параметров композитов, отмеченных выше. Это влияние обычно приводит к более низкой прочности по сравнению с прочностью матрицы без второй фазы. Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что размер трещины можно довести до минимума и тем самым получить оптимальную прочность композита при применении дисперсных частиц малого размера. Для этого требуется также незначительный разброс размеров частиц, а скопления частиц (агломераты) должны быть сведены до минимума посредством соответствующего метода введения дисперсной фазы. Как отмечено, модуль упругости композитов с дисперсными частицами зависит не только от упругих свойств двух фаз. Трещины, которые могут развиться в процессе охлаждения композита ниже температуры его изготовления, и псевдопоры, образованные под напряжением вследствие слабой связи по поверхностям раздела, приводят к более низким модулям упругости по сравнению с обычно вычисляемыми. Так как для получения оптимальной прочности необходим наибольший модуль упругости, наличие трещин может быть сведено до минимума, несмотря на большие остаточные термические напряжения путем изготовления композита с дисперсными частицами малого размера. Подобным образом можно избежать образования псевдопор при низком уровне приложенных напряжений путем обеспечения хорошей связи по поверхностям раздела между соединяемыми фазами. Следует отметить, что, хотя большие остаточные напряжения обычно нежелательны, они могут быть полезны в полимерных композитах для увеличения уровня приложенных напряжений, приводящих к образованию псевдопор, в тех случаях, когда невозможно получить хорошую связь по поверхностям раздела.[2, С.55]

На основе принципа локальности и в подтверждение его получены новые решения краевой задачи теории упругости композитов со случайной структурой (см. гл. 3), а также приведены два новых метода решения краевых задач механики композитов: метод периодических составляющих (см. гл. 4) и метод локального приближения (см. гл. 5).[5, С.38]

В методе периодических составляющих используется разложение случайных полей на детерминированные, соответствующие периодической структуре, и случайные составляющие. Применительно к стохастической краевой задаче теории упругости композитов со случайной структурой (см. гл. 3) данное разложение позволяет учесть некоторые факторы (например, относительное объемное содержание, связанность и геометрическую форму компонентов), общие для случайной и периодической структур, в решении краевой задачи для периодической среды, а случайность взаимного расположения включений — в решении стохастической краевой задачи.[5, С.68]

в которой первое слагаемое линейного аддитивного закона помножено на коэффициент F, представляющий собой коэффициент эффективности упрочения волокном. Величина F зависит от объемного содержания волокна и отношения модуля упругости волокна к модулю упругости матрицы. Характер изменения этого коэффициента показан на рис. 2.10. Помимо изложенного существует также метод, позволяющий определять средний модуль упругости композитов, армированных дискретными волокнами и дисперсными частицами [2.11]. На рис. 2.11 показан элементарный куб, в котором заключена одна дисперсная частица. В некотором сечении, соответствующем координате х, площадь поперечного сечения дисперсной фазы равна Af, а площадь сечения матричной фазы равна Ат. Положим, что в рассматриваемом сечении деформация е является постоянной. Куб имеет ребра, длина которых равна единице, и находится под действием сил Р. Для такого единичного куба можно записать[3, С.34]

и для других экспериментальных исследований [25, 56]. В работе-[26] измерен модуль Ес для системы стекло — А1203 (т » 5) при объемном содержании А1203, меньшем или равном 0,5. Эти результаты, приведенные на рис. 9, близко совпадали с нижней оценкой Хашина и Штрикмана и с решением [30]. В работе [31] отмечено, что значение Ес для композитной системы эпоксидная смола — песок (т » 36) хорошо согласовывалась с решением [30] для Fp < 0,3 и находилось в пределах между решениями [30] и [51]> для Vp > 0,3. Эти данные приводятся и сравниваются на рис. 10. Было исследовано также влияние размера частиц. В работе [52] по испытаниям различных композитов с тремя размерами дисперсных частиц показано, что Ес не зависит от размера частиц в системе эпоксидная смола — A120S-3H20. В работе [6] приведен такой же результат для двух различных композитов керамика — дисперсные частицы с одинаковым термическим расширением обеих фаз в каждой композитной системе. Это как раз ре тот случай, когда термические расширения двух фаз существенно различались. Как будет рассмотрено и обсуждено ниже в настоящей главе, остаточные термические напряжения могут вызвать образование трещин вокруг более крупных частиц, а эти трещины существенна влияют на модули упругости композитов.[2, С.31]

IV. Модуль упругости композитов с дисперсными частицами ... 29[2, С.11]

будет характеризовать относительную пористость материала. Из общего решения стохастической краевой задачи теории упругости композитов (§ 3.2) можно построить корреляционное приближение задачи (3.64) и для полей деформаций ?,-/(г) и напряжений <Гу(г) получить решение в виде[5, С.58]

5.2. Эффективные модули упругости композитов с волокнистыми и пластинчатыми наполнителями .............................. 166[6, С.5]

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. Механика композиционных материалов Том 2, 1978, 568 с.
2. Браутман Л.N. Разрушение и усталость Том 5, 1978, 488 с.
3. Фудзии Т.N. Механика разрушения композиционных материалов, 1982, 232 с.
4. Любин Д.N. Справочник по композиционным материалам Книга 2, 1988, 581 с.
5. Вильдеман В.Э. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов, 1997, 288 с.
6. Кулак М.И. Фрактальная механика материалов, 2002, 305 с.

На главную