Резка композитов

Для резки композитов используются стандартные металло-и деревообрабатывающие дисковые или ленточные пилы. Дисковая пила может применяться для резки композиционных материалов как в стационарных установках, так и в переносном оборудовании. Основное ограничение — получение только прямых резов. [c.420]

В наш век с усложнением форм строительных конструкций, появлением авиастроения, разнообразными запросами машиностроения роль методов теории упругости резко изменилась. Теперь они составляют основу для построения практических методов расчета деформируемых тел и систем тел разнообразной формы. При этом в современных расчетах учитываются не только сложность формы тела и разнообразие воздействий (силовое, температурное и т. п.), но и специфика физических свойств материалов, из которых изготовлены тела. Дело в том, что в современных конструкциях наряду с традиционными материалами (сталь, дерево, бетон и т. д.) широкое применение получают новые материалы, в частности композиты, обладающие рядом специфических свойств. Так, армирование полимеров волокнами из высокопрочных материалов позволяет получить новый легкий конструкционный материал, имеющий высокие прочностные свойства, превосходящие даже прочность современных сталей. Но наличие полимерной основы наделяет такой композитный материал помимо упругих вязкими свойствами, что обязательно должно учитываться в расчетах. Даже в традиционных материалах в связи с высоким уровнем нагружения, повышенными температурами возникает необходимость в учете пластических свойств. Все эти вопросы теперь составляют предмет механики деформируемого твердого тела. [c.7]

Важным преимуществом композиционного материала является его высокая прочность на единицу массы. При этом по своим прочностным и тепловым качествам многие композиционные материалы превосходят любой из своих компонентов или резко отличаются от него. Необходимо иметь в виду, однако, что наряду со многими технически важными преимуществами композиционные материалы обладают и существенным недостатком, который связан с тем, что физико-механические и химические свойства компонентов композита зачастую оказываются совершенно несогласованными, а это иногда приводит к специфическим видам разрушения (расслоение, местные разрывы, нарушение адгезии и т. п.). При создании математической теории эти особенности порождают большие трудности, которые остаются еще в значительной мере непреодоленными. [c.5]

В композите матрица и включения компонуются в макроскопически многофазный материал для усиления определенных физических свойств до такой степени, которая не достижима для компонентов по отдельности. Вследствие такой компоновки полученный композиционный материал проявляет резко выраженную анизотропию в отношении тех или иных физических характеристик. Для определения физических свойств композитов можно применить два подхода, один из которых можно назвать механистическим, а другой — феноменологическим. [c.401]

В случае композита с упругой матрицей касательное напряжение на поверхности раздела быстро возрастает до максимального значения у конца волокна и резко падает при удалении от него. [c.45]

ЮТ, НО не очень резко. Силаны, содержащие метакрилаты или положительно заряженную стирольную группу, наиболее эффективны в композитах с полиэфирными смолами и перекисью бензоила в качестве отвердителя, а силаны с четвертичной солью аммония — в композитах на основе полиэфирных смол, отвержденных перекисью метилэтилкетона с кобальтовым промотором. Известно, что четвертичные аммониевые основания способны активировать перекисные инициирующие системы, содержащие кобальт. [c.204]

Интересно отметить, что средняя прочность индивидуальных элементов непрерывно увеличивается с увеличением т или при стремлении к идеальности волокон (уменьшении изменчивости). С другой стороны, прочность слоистого композита увеличивается при увеличении т или при стремлении к идеальности только для малых т. (волокна с большой изменчивостью) и резко надает при увеличении т в области больших т (волокна с малой изменчивостью). Более серьезно этот эффект проявляется для отношения [c.198]

Образование боридов алюминия на поверхностях раздела резко понижает усталостную прочность композита. [c.429]

До сих пор продукты реакций на границах раздела и хрупкие покрытия оказывали, по-видимому, вредное влияние на усталостную прочность композитов с волокнами бора. Однако покрытие волокон карбидом кремния ухудшает только малоцикловую усталостную прочность композитов. Вследствие этого для такого материала прогнозируемая способность выдерживать циклические перегрузки резко ограничена по сравнению с той, которая получится для композитов на основе волокон без покрытия. [c.435]

Установка, предназначенная для проведения испытаний на трехточечный изгиб, показана на рис. 4.4. Для определения перемещения раскрытия трещины (зазора трещины) использован датчик ползучести. Появление начальной трещины, которое предшествует неустойчивому разрушению, при испытании композитов может быть установлено методом акустической эмиссии или замерено по месту резкого падения нагрузки. [c.81]

У полимерных композитов, упрочненных волокном, при температурах, превышающих температуры превращения стекла, может происходить резкое падение прочностных ха- [c.206]

К перспективным следует отнести и композиционные жаропрочные материалы на основе керамики, а также "угле-род-углеродные" композиты. Реализация этих материалов в конструкции деталей ГТД требует разработки надежных способов защиты от окисления и специального проектирования лопаток, учитывающих резко выраженную анизотропию свойств этих материалов. [c.10]

Под ударными воздействиями подразумевается появление повреждений на поверхности композиционного материала под ударами посторонних объектов, вызывающее развитие локальных дефектов или значительное его расслоение. Это определение распространяется на баллистические разрушения, повреждения от воздействия песка, пыли и камней, а также от неправильного физического обращения с конструкциями. Ударная прочность композиционных материалов зависит от выбора армирующих элементов и матриц. Свойства матрицы можно варьировать введением пластификаторов, которые увеличивают ее деформацию до разрушения. Этот показатель зависит также от температуры. Матрицы из термопластов с увеличением температуры становятся все более мягкими вплоть до начала текучести. Реактопласты при нагревании тоже становятся менее хрупкими, причем при переходе через температуру стеклования их свойства резко меняются. Хрупкие армирующие материалы, такие как борное и углеродное волокна, имеют очень низкую предельную деформацию (<1 %), Их замена на менее хрупкое волокно, например стеклянное или высокопрочное органическое волокно, может привести к значительному увеличению ударной прочности материалов. Зависимость этого показателя от различных сочетаний компонентов композиционных материалов исследована многими авторами [8, 9 ]. Необходимо отметить, что при варьировании ударной прочности композитов добавлением наполнителей или более пластичных волокон особое внимание должно быть уделено изменению прочности и жесткости готового изделия. Как правило, с ростом ударной прочности жесткость снижается. [c.284]

Этот способ осуществляется высокоскоростной струей водЫ под давлением >408 МПа (скорость резания 7,6 м/мин) и предназначен для резки разнонаправленных листовых композитов. Резка может осуществляться как послойно, так и пластом или пакетом. Преимуществами данного метода является то, что источник резки точечный, что операция обеспечивает чистый рез и, 410 [c.410]

Композиционные материалы на основе термопластов могут подвергаться вырубке, пробивке отверстий, термической резке, обработке развертками, галтовке, хонингованию и полированию. Вырубка чаще всего осуществляется с использованием стальных ножевых штампов и вырубных прессов. Пробивка отверстий и резка ножницами в холодном и нагретом состоянии производится на стандартном металлообрабатывающем оборудовании. Термическая резка осуществляется с помощью раскаленной проволоки или пламени, расплавляющих заготовку по заданной линии. Скорость этого типа резки определяется параметрами, характеризующими скорость плавления материала. Хонингование и полирование должны проводиться с большой осторожностью, чтобы избежать плавления термопластичной матрицы. Технология и оборудование, используемые для полирования композитов на основе термореактивных связующих, пригодны и для термопластичных материалов. [c.418]

В течение последних лет для нужд аэрокосмической промышленности активно исследовались процессы механической обработки композитов на основе высокомодульных армирующих агентов. Окончательных рекомендаций по методам обработки этих материалов до сих пор не выработано. Большинство работ посвящено борно-, арамидно- и углеродно-эпоксидным материалам. Каждый из этих армированных пластиков имеет свои особенности и требует специальных приемов механической обработки. Практически все основные операции механической обработки (сверление, токарная обработка и отделка) могут проводиться для высокомодульных материалов так же, как для обычных, включая необычные технологические процессы водоструйную резку и ультразвуковую размерную обработку. [c.418]

Возможности реализации конструкторских разработок от выбора исходных материалов до проектирования и создания готовых изделий, которые предоставляют композиты, открывают широчайшие возможности для развития различных отраслей техники и технологии. Их применение в машинах, оборудовании, сооружениях позволяет снизить массу конструкций в 1,3—1,5 раза, материалоемкость в 1,6—3,5 раза, энергоемкость производства в 8—10 раз и трудоемкость изготовления в 1,5—3 раза. Использование композитов позволяет резко уменьшить потерн от коррозии, а также в 1,5—3 раза увеличить ресурс техники. Весьма существенным преимуществом композитов при их применении в транспортной технике является возможность снижения расхода топлива. — Прим. ред. пер. [c.485]

Хотя термическая обработка при 823 К приводит к резким изменениям структуры композитов и слой продукта реакции занимает значительную часть объема композита, деформация разрушения, согласно Паттнайку и Лоули [23], остается неизменной. Это означает, что предшествующее разрушению трещинообразование в слое алюминида железа слабо влияет на общую пластичность. Джонс [13] показал, что, хотя линии скольжения в нержавеющей стали исходят из вершин трещин, они развиваюпся в полосы деформации, пересекающие все сечение проволоки, раньше, чем деформация становится всеобщей и образуется шейка. На рис. 5 гл. 1 приведен заимствованный из работы Джонса [13] пример образования трещин в интерметаллидной фазе, которое предшествует скольжению в проволоке. С другой стороны, эти трещины в интерметаллидном соединении, по-видимому, приводят к трещино-об разованию в матрице. [c.179]

Применение эпокси- и аминосодержащих силанов с металлами (иглообразным и порошковым алюминием, порошком железа) и волластонитом способствует улучшению физических свойств эпоксидных композитов (табл. 11). В случае иглообразного алюминия эксплуатационные свойства композита резко возрастают при использовании каждого из трех силанов (О, Р, О). Прочность композита на изгиб в исходном состоянии увеличивается примерно на 100 % и полностью сохраняется после кипячения в воде в течение 72 ч. О-силан активно воздействует на порошки алюминия и железа, благодаря чему значительно увеличивается прочность материала при растяжении. Введение Р- и О-силанов в эпоксидный композит, наполненный волластонитом, приводит к повышению прочности на изгиб во влажном состоянии на 35— 55%. [c.154]

В присутствии циклоалифатического эпоксидного Р-силана способность гидратированной окиси алюминия к упрочнению эпоксидных композитов резко возрастает [40]. Применение смеси смол ЕККА-4090 и ЕЕЬ-4221, взятых в соотношении 50/50, и гидратированной окиси алюминия, обработанной одной частью Е-силана, позволяет увеличить прочность при растяжении материала более чем на 50%, а относительное удлинение—более чем на 100%. Ударная вязкость, измеренная как площадь под кривой нагрузка— относительная деформация, повышается более чем на 300%. Установлено, что силан способствует улучшению эрозионной стойкости композита с сохранением его дугостойкости (табл. 12). В других исследованиях показано, что и алифатический эпоксидный О-силан эффективен в электроизоляционных композитах. [c.155]

Ухудшение механических свойств углепластиков после их выдержки при повышенной температуре является неожиданным результатом, так как первоначальные исследования Доксиса и др. [26] показали, что длительное кипячение в воде не приводит к резкому понижению прочности на изгиб при комнатной температуре (табл. 33). Кроме того, те же исследо1ватели установили, что в процессе старения при 49 °С и относительной влажности воздуха 95—97% прочностные характеристики композитов Т1югпе1-25 — ERL-2256 не снижаются (табл. 34). Кипячение в воде, замораживание и оттаивание также не вызывают существенного понижения сдвиговой прочности композитов при комнатной температуре [c.277]

В большинстве работ по исследованию влияния окружающей среды на усталостную прочность композитов изучалось воздействие температуры испытания, но во всяком случае в двух исследованиях была сделана оценка влияния паров воды на усталостную прочность. Металлы, армированные волокнами, прекрасно сохраняют свою работоспособность и при высоких температурах в условиях циклического одноосного нагружения, но усталостная прочность в испытаниях на знакопеременный изгиб резко уменьшается с повышением температуры, а водяной пар снижает долговечность бороалюминиевых композитов по сравнению с той, которая была получена в вакууме или в сухом гелие. Подробности этих результатов описываются ниже. [c.429]

Для бороалюминиевых композитов в условиях сложного напряженного состояния (осевое растяжение с изгибом) температура в интервале от комнатной до 260 °С очень слабо влияет на усталостную долговечность [2] (рис. 19) в этом случае, однако, разрушение всегда происходило у основания радиуса перехода от рабочей части. Проводя испытания на знакопеременный изгибу Бэйкер и его сотрудники [5, 8] нашли, что при повышенной температуре усталостная прочность алюминия, армированного кварцевыми волокнами (350 °С), или алюминия 6061, армированного волокнами бора (250 °С) (рис. 19), резко снижалась по сравнению, с той, которая имела место при комнатной температуре. [c.431]

При высоких уровнях касательных напряжений вогнутость предельной кривой С — С (возникающая из-за предсказанного неустойчивого разрушения матрицы) приводит к образованию резкого перелома на предельной кривой. Предсказанное разрушение композита должно произойти при значительно более низких напряжениях, чем это следует из других макроскопических критериев. Существование подобной вогнутости вполне допустимо и согласуется с выводами Друккера (см., нанример, [12]), показавшего, что наличие вогнутости на поверхности текучести или псевдотекучести возможно при неустойчивом поведении материала или конструкции. [c.47]

Часто разрушение отдельных слоев композита не вызывает существенных изменений в его макроскопическом поведении и с трудом обнаруживается экспериментально. Например, диаграмма при растяжении в направлении армирования слоистого композита с ортогональной укладкой армируюш,их волокон [0790°]s не имеет резких переломов. Разрушение же слоев, ориентированных перпендикулярно направлению нагружения, проявляется наиболее заметно в скачкообразном изменении коэффициента Пуассона. В этом случае анализ поведения слоистого композита на основе свойств составляю-ш,их его слоев помогает установить условия разрушения отдельных слоев. Интерес к поведению слоистых композитов при низких уровнях напряжений не случаен, так как для создания надежных при длительной эксплуатации конструкций понимание процессов частичного разрушения (разрушения отдельных слоев при низких уровнях напряжений) не менее важно, чем оценка предельных напряжений для материала в целом. [c.105]

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]

Как указывалось выше, для автоэмиссии наиболее важным фактором является расположение волокон в композите. Кроме того, расположение волокон существенно влияет на механические свойства углерод-углеродных композитов. Из анализа рис. 1.32 следует, что расположение волокон под углом более 5° к продольной оси укладки приводит к резкому падению прочности. Для предотвращения снижения прочности целесообразно расположение волокон в отдельных слоях под углом в пределах 15—20°. [c.54]

Композиты на основе углерода (углепластики) сочетают низкую плотность с высокой теплопроюдносггью, химической стойкостью, постоянством размеров при резких перепадах температуры, а также с возрастанием прочности и модуля упругости при нагреве до 2000°С в инертной среде. [c.14]

Высокопрочные композиты на основе керамики получают путем армирования ее волокнистыми наполнителями, а также металлическими и керамическими дисперсными частицами. Армирование непрерывными волокнами позвомет получать ККМ, характеризующиеся повышенной вязкостью, а армирование частицами приводит к резкому возрастанию прочности за счет создания барьеров на пути движения дислокаций. [c.156]

Метод химической сборки и его разновидности - метод молеку-J яpнoгo наслаивания (МН) и атомно-слоевой эпитаксии (АСЭ) основаны на образовании поверхностных химических соединений при хемосорбции компонентов из газовой фазы и являются циютично-дискретными процессами. Следует отметить, что химическая сборка во всех ее видах - достаточно низкотемпературный процесс, что позволяет синтезировать композиты с резкими границами по составу и легированию. [c.171]

В случае непроводящей матрицы с металлическими наночастицами перенос носителей может осуществляться либо переходом через барьер, либо туннелированием (прыжковая проводимость). В основном реализуется второй случай. Проводимость, естественно, зависит от свойств индивидуальных компонентов и их соотношения при определенном объемном содержании проводящего компонента возникают токопроводящие каналы и наблюдается резкое возрастание проводимости (так называемый перколяцион-ный эффект). Порог перколяции для композитов обычной дисперсности составляет, как правило, 15 —17 об. % проводящей фазы. Для прессованной композиции 2г02 + N1 (размер частиц соответственно 100 и 60 нм пористость около 40 %) резкое возрастание проводимости наблюдалось при содержании N1 27,5 об. % [8]. [c.69]

Композиционные материалы (КМ). Самым распространенным композитным материалом является железобетон, широко используемый в строительстве. В нем металлические стержни являются армирующими наполнителями, а бетон связующим компонентом - матрицей. В машиностроении используются композиционные материалы, в которых связующими компонентами являются металлы (МКМ), керамика (ККМ), полимеры (ПКМ). В данном разделе рассмотрены вопросы сварки МКМ. В качестве наполнителей в металлических композитах используют сплавы алюминия, магния, меди, никеля, тит)ана и т.д. В качестве армирующих материалов - высокопрочные материалы углеродные, борные, карбидокремниевые волокна, нитевидные кристаллы, металлическую проволоку. Армирующие материалы в композитах находятся в виде частиц различной дисперсности (дисперсионно-упрочненные ДУКМ), волокон длинной или короткой резки или слоев (рис. 15.1). [c.547]

Исследования структуры и свойств мартенситно-стареющих сталей (гл. 6) проводили с целью разработки оптимальных режимов термообработки композитных конструкций, обеспечивающих повышение прочности изделий. Это имеет важное практическое значение при создании конструкций, работающих в агрессивных средах, при высоких давлениях и теплообмене. Исследования характеристик трещино-стойкости волокнистого бороалюминиевого композита (гл. 8) были предопределены необходимостью оценки несущей способности элементов ферменных конструкций космических аппаратов с учетом влияния технологических и эксплуатационных дефектов. Интенсивное развитие нанотехнологий, использующих новый класс материалов — ультрадисперсные порошки химических соединений, привело к резкому увеличению числа работ по их практическому применению для повышения качества металлоизделий. Результаты 20-летних исследований в этом направлении представлены в гл. 9. Широкие перспективы использования керамических материалов, в частности конструкционной керамики на основе оксида алюминия, а также проведенные исследования обозначили ряд проблем при изготовлении изделий — недостаточная эксплуатационная надежность, хрупкость, сложность формирования бездефектной структуры. Отсюда возникли задачи исследования трещиностойкости керамики в связи с влиянием структуры, свойств и технологии ее получения (гл. 10). [c.9]

Несмотря на многочисленные исследования, в настоящее время не существует надежных инженерных методов расчета характеристик разрушения изделий из ВКМ с металлической матрицей. Влияние различных дефектов на прочностные характеристики композиционных материалов неравнозначно и зависит прежде всего от условий эксплуатации конструкции. Численное моделирование процессов деформирования и разрушения бороалюминия [7], экспериментальные исследования [15] позволяют выделить расслоения и поперечные трещины как наиболее опасные дефекты структуры композита. Поперечные трещины существенно снижают статическую прочность бороалюминия, а при воздействии циклических нагрузок являются очагами возникновения продольных расслоений, рост которых, в свою очередь, может привести кфазрушению за счет резкого снижения сопротивления материала действию сдвиговых деформаций. [c.227]

Для успешного применения форм из сталистого чугуна требуется, чтобы толщина всех стенок была почти одинаковой. При термообработке форм, конфигурация и поперечное сечение которых резко изменяются, литой металл может растрескаться или покоробиться. Теплопроводность сталистого чугуна сравнительно низка. В местах изменения толщины стенок формы температура на ее поверхности может колебаться в широких пределах. В результате затрудняется контроль процесса отверждения формуемого композита. Если допускается увеличение массы оснастки, а стадии нагрева и охлаждения поверхности, находящейся под эластичной диафрагмой, адекватны, то литая форма должна быть 86 [c.86]

Резка ленточной пилой Те же условяя, что я пря обработке композита (без металла), состоящего из эпоксидной смолы я борного волокна [c.278]

Эта технология привнесена в область использования композиционных материалов из швейного производства. Возвратно-поступательная резка предполагает доступ к материалу только с одной стороны и исключает тепловое повреждение краев композита. Ножи для данного типа резки очень чувствительны, к абразивному износу и, следовательно, непригодны для резки борно-эпоксидных материалов. Целый ряд других видов композитов может быть подвергнут резке со itopo Tbro 15,2. .. 22,9 м/мии. Ограничения на данный технологический процесс большие капиталовложения и необходимость использования специальных материалов, закрывающих препрег от отходов резки. [c.411]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...