Композиты - Понятие, свойства

Композиты - Понятие, свойства 273,274 [c.608]

Цель настоящей вводной главы заключается в том, чтобы дать обзор некоторых из наиболее существенных черт микромеханики композиционной среды. В отличие от охватывающих обширную литературу обзоров [3, 5], в которых рассматриваются различные подходы к определению эффективных свойств неоднородных тел, основой нашего изложения является разъяснение понятия эффективных упругих модулей и использование этого понятия. Сравниваются физическое и математическое определения эффективных модулей и обсуждается роль таких модулей в исследовании слоистых композитов, широко применяемых в технике. В заключение излагается метод, позволяющий изучать неоднородные (линейно изменяющиеся) мембранные напряжения в слоистых композитах, [c.13]

Прежде чем обратиться к обсуждению моделей и к оценкам упругих свойств композитов, удобно ввести понятие представительного объема. Под представительным объемом будем понимать область композита, наименьший размер которой много больше характерных размеров фаз. Тогда термин макроскопический будет употребляться по отношению к областям, большим [c.65]

Существуют различные классы композитных материалов, отличающиеся как областью применения, так и своими свойствами. Хотя прочностные свойства отдельных классов могут совпадать друг с другом, в этой главе будут рассмотрены только композиты с дисперсными частицами в хрупкой матрице. Понятие хрупкого поведения означает упругое состояние вплоть до разрушения и малую вязкость разрушения. Кроме керамики и перекрестно сшитых высокополимеров никакие материалы матрицы не подходят под это определение. Керамики являются наиболее хрупкими материалами и не обнаруживают текучести перед разрушением вплоть до температур, обычно превышающих половину их температуры плавления. Хрупким полимерам свойственна некоторая текучесть, но она пренебрежимо мала по сравнению с менее хрупкими полимерами (т. е. термопластами) и металлами. [c.12]

Композиционные материалы, или композиты, в широком смысле понятия — это материалы, состоящие из двух и более химически разнородных веществ с четкой межфазной границей, обладающие свойствами, которых не имеет ни один из компонентов композита. Компоненты композита называют матрицей и наполнителем [80]. [c.49]

Оценка эффективности соединения из композиционных материалов несколько отличается от аналогичной, сделанной для металлов. Эффективность соединений из композитов основана на сравнении прочностных характеристик соединения и образца исходного материала такого же размера. Комплексное понятие эффективности включает также и учет массового фактора наряду с прочностными. Двойной стандарт в подходе к оценке свойств соединений из композиционных материалов заключается также и в том, что металлы достаточно пластичны , в то время как композиционные материалы являются хрупкими, не обладающими податливостью. Эффективность металлического соединения оценивается как [c.386]

Деформационная теория пластичности анизотропных сред обладает достаточной общностью, однако, ее применение при решении конкретных практических задач может вызвать затруднения, связанные с экспериментальным определением функций многих аргументов. В связи с этим возникает необходимость, с одной стороны, развития методов прогнозирования материальных функций анизотропных композитов по свойствам компонентов, с другой — разумного упрощения определяющих соотношений. В [204] рассмотрены понятия упрощенной теории, для которой к = (р = = О, рх = Ps. j j ), Р = P U j ), И простейшей теории к = у> = = 0, рх= Px(je ), [c.109]

Глава 1 служит введением к тому. В ней рассматриваются основные понятия микромеханики, дается определение эффективных модулей и изучается влияние количества волокон в толще одного слоя на эффективные свойства слоистого композита. В главе 2 Н. Дж. Пагано выводит точные выражения для эффективных модулей слоистых материалов. Далее он обсуждает переход от точных результатов к теории слоистых пластин и явление пограничного слоя у свободных поверхностей. Глава 3 представляет собой обзор различных подходов к вычислению эффективных упругих модулей композиционных материалов. Вязкоупругое поведение композитов обсуждается в главе 4. Кроме того, эта глава служит введением в теорию вязкоупругости. [c.11]

В аналитических и экопериментальных исследованиях остаточных напряжений в волокнистых композитах используются два подхода — уже упомянутая выше модель коаксиальных цилиндров и модели регулярных типов расположения волокон. Первый подход основан на довольно простых математических соотношениях и поэтому применялся более широко [14, 27, 32]. Он был развит в работе [27] и позволил рассмотреть, наряду со свойствами, зависящими от температуры, влияние пластического течения в матрице, подверженной деформационному упрочнению. В этой и других работах пользуются не вполне определенным понятием температура релаксации внутренних напряжений имеется в виду температура, ниже которой влияние ползучести ослабевает и могут возникать напряжения значительной величины. Хекер и др. f27] устранили эту неточность, определив температуру релаксации внутренних напряжений путем сопоставления расчетных результатов с данными экспериментального определения остаточных напряжений в модельных композитах типа коаксиальных цилиндров. [c.66]

Сравнение рис. 12, а и 12, б показывает, как важны механические свойства матрицы для того, каким будет вид роста трещины и усталостная прочность композита. Матрица из высокопрочного алюминиевого сплава 6061-МТ6 ) фактически не давала трещинам разветвляться, что привело к сокращению усталостной долговечности по величине почти на порядок. Этот результат можно качественно объяснить, используя понятие относительных упругих модулей компонентов, и для того, чтобы учесть пластическое поведение, мы рассматриваем эффективные модули. Так, алюминий 1235 течет при низком уровне напряжений, отношение эффективных модулей волокна и матрицы увеличивается, что способствует ветвлению трещин. Пластическое течение в матрице с низким пределом текучести также затупляет конец трепцнны и сводит к минимуму напряжения около него. С другой стороны, напряжения у конца трещины в алюминиевом сплаве 6061-МТ6 высоки, отношение эффективных модулей более низкое и ветвление трещин минимально. Более того, вязкие волокна являются особенно чувствительными к высоким напряжениям вблизи конца трепщны, и поэтому рост усталостных трещин будет быстрым. [c.420]

Как правило, обсужденные выше методы построения предельных поверхностей основаны на представлении слоистого композита в виде составного анизотропного материала, и для построения предельных поверхностей используют свойства слоя, критерий прочности слоя и теорию слоистых сред, позволяющую осуществить переход от напряжений и деформаций композита к напряжениям и деформациям в любом слое. В противоположность этому Пуппо и Эвенсен [27] предложили в своем подходе рассматривать слоистый композит как однородный анизотропный материал, введя коэффициенты взаимодействия и понятие о главных осях прочности. Еще один метод оценки прочности слоистого композита как квазиодно-родного материала был предложен By и Шойблейном [28]. [c.144]

Внутренняя структура композитных материалов, особенно природного происхождения, отличается, как правило, сложным иерархическим строением. Структура по — лидисперсных композитных сред представляет собой сложный статистический ансамбль макро— и микроэлементов, различных по своим физико-химическим свойствам, гранулометрическому составу, разнообразных по форме, распределенных в объеме некоторого континуума и взаимодействующих между собой. Данному понятию соответствует структура не только твердых композитов, но и концентрированных дисперсных систем. При этом многие исследователи считают, что особо важную роль в формировании интегральных свойств композитов играет их геометрическое строение, поскольку именно оно определяет в конечном итоге скорость процессов структурооб-разования, характер протекания тепло— и массопереноса, упругопрочностные и проводящие свойства композитов. [c.21]

Влияние жесткости напряженного состояния на деформационную способность вопокон композиционного материала. Формоизменение композитов с высокомодульными волокнами представляет собой сложную проблему из-за хрупкости волокон, которую они проявляют, например, при испытании на растяжение. Подходя к понятиям хрупкости и пластичности не как к свойствам материала, а как к его состоянию, можно попытаться осуществлять формоизменение композитов при таких схемах деформирования, при которых обеспечивается повышение деформационных свойств их компонентов. Для этого может быть использован эффект повышения деформационной способности материала, если на имеющуюся схему напряженного состояния накладывается гидростатическое сжатие [153]. В общем случае влияние схемы напряженного состояния на деформацион-254 [c.254]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...