Композиты Термоупругие свойства

Из трех факторов, определяющих прочность, размер трещины больше всего зависит от дисперсной фазы. Вследствие различия в термоупругих свойствах отдельных фаз, их плохого сцепления и т. п. частицы и агломераты частиц могут служить источниками зарождения трещин и инициаторами разрушения. Теоретически и экспериментально показано, что размер трещин может быть доведен до минимума для получения высокой прочности, если в процессе изготовления композита выбирать дисперсию частиц малого размера. Таким образом, представляется возможным оптимизировать прочность композитов с дисперсными частицами, если определено влияние дисперсии на три фактора, определяющих прочность. [c.12]

Анализ усадочных напряжений можно осуществить на различных уровнях. Простейший подход основан на концепции однородного ортотропного слоя. Суть его состоит в том, что одиночный слой композита рассматривается как исходный материал, необходимые термоупругие свойства которого определяются экспериментально. Далее полученные характеристики используются в линейном термоупругом анализе для расчета термических деформаций и напряжений в каждом слое. Подобная процедура применяется для анализа термических напряжений в фанере или другом слоистом материале, составленном из листов разнородных материалов. Уравнения термоупругого анализа слоистых сред имеют вид [37] [c.253]

Воздействуя на композит с переменной укладкой слоев по толщине произвольной системой сил в плоскости и переменной температурой, можно ожидать одновременно деформирования этого композита в срединной плоскости и появления кривизны [38]. Слоистые композиты, у которы.х все термоупругие свойства симметричны относительно срединной плоскости, представляют особый класс композитов. У таких материалов нагружение в срединной плоскости и симметричное по толщине поле температур могут вызвать только деформации в плоскости (мембранные). Действие н<е результирующих моментов п антисимметричного поля температур может привести только к деформациям изгиба без растяжения — сжатия в срединной плоскости. Справедливо также и обратное. [c.255]

Ширина полосок пропорциональна действительному объемному содержанию волокон и матрицы (vf,vm)- Термоупругие свойства компонент приведены в табл. 7.1 они приблизительно соответствуют свойствам волокон бора и эпоксидной смолы. Эмпирические аппроксимации всех необходимых термоупругих свойств одиночного слоя композита заданы по правилу смесей для элементов, соединенных последовательно и параллельно (по Фойгту и Рейссу) [c.256]

ТЕРМОУПРУГИЕ СВОЙСТВА слоистых КОМПОЗИТОВ [c.306]

В приложении 1 приведена программа расчета термоупругих свойств композитов с анизотропными включениями. [c.195]

Рассмотренный метод не отражает волокнистый многофазный характер композита. Любые изменения в свойствах составляющих композит материалов или в их процентном содержании приводят к необходимости повторного экспериментального определения всех термоупругих констант слоя. Анализ слоистых плит и результаты, полученные при его помощи, не обеспечивают глубокого понимания напряженного и деформированного состояния композита на уровне армирующих волокон или матрицы (т, е. на структурном уровне). В последующих разделах показано, что именно эта информация может иметь решающее значение при оценке механических свойств слоистого композита. [c.255]

При этом результаты расчета приближаются к эксперименту (пунктирная линия на рис. 7.2,6). Из графиков на рис. 7.2 видно, что все оценки при Vf — и От = 1 приближаются соответственно к свойствам волокна или матрицы. Используя приближенные зависимости (7.8) и свойства компонентов в качестве исходных экспериментальных данных, можно провести термоупругий анализ слоистого композита. При этом использование слоистой модели позволяет рассчитать осред-пенные термоупругие свойства слоистого композита, осред-иенное напряженное (деформированное) состояние композита и напряжения в слоях. Кроме этого, при помощи простой модели ), показанной на рис. 7.1, и уравнений равновесия и совместности для компонентов в слое можно оценить напряжения (деформации) раздельно в волокнах и матрице каждого слоя. [c.258]

Применим, например, рассмотренный анализ к однонаправленному композиту (см. рис. 7.3), в котором при температуре отверждения нет усадочных напряжений. Допустим, что температура резко упала от 177 до 24°С. Термоупругие свойства компонент возьмем из табл. 7.1. Скорости ползуче- [c.268]

РАСЧЕТ ТЕРМОУПРУГИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ С АНИЗОТРОПНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ по ПОДПРОГРАММЕ PARVOL [c.223]

В разд. 7.2 приведены некоторые результаты термоупругого линейного анализа усадочных напряжений в однонаправленном и слоистом боропластике. В разд. 7.3 рассматривается влияние ползучести компонент композита на его свойства. В этом разделе показано, как предложенное уточнение расчетного метода изменяет характер и величину расчетных усадочных напряжений. [c.252]

Подводя итог изложенному, можно сказать, что рассмотренный комбинированный подход, объединяющий метод конечных элементов и анализ слоистой среды, является приемлемым для прогнозирования свойств слоистых композитов при простых температурно-силовых воздействиях, когда материал матрицы нелинейно упругий и чувствителен к ползучести, Применение этого подхода к боропластикам на эпоксидном связующем подтвердило оценки уровней усадочных напряжений в этих материалах, полученные при помощи линейного термоупругого анализа. Усадочные напряжения, определенные с учетом ползучести для типичного цикла отверждения слоистого композита, могут в зависимости от схемы армирования составлять по величине от 80 до 100% усадочных напряжений, рассчитанных при помощи линейного термоупругого анализа. Величина усадочных напряжений, по-В1 димому, не чувствительна к небольшим изменениям скорости охлаждения композита. Однако нагрев выше температуры отверл<дения (повторный) приводит к значительному увеличению усадочных напряжений. [c.283]

Механике композиционных материалов, которые находят все большее применение в машиностроении, посвящен пятый раздел. В нем изложена макро- и мигфомеханика армированного монослоя, включая вопросы упругости, ползучести, кратковременной и длительной прочности, термоупругие и диссипативные свойства слоистых композитов, свойства конструкционных композиционных материалов. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...