Соединения композитов адгезионные

Адгезионное соединение композитов [c.391]

Периодически повторяющийся элемент (рис. 6) представляет собой типичную модель, применяемую в микромеханике для определения механических свойств композитов. Используя данную модель и предполагая хорошую адгезию на поверхности раздела, можно на основе простого правила смесей [16] вывести выражения для расчета модуля Юнга композита и коэффициента Пуассона. На рис. 7 представлены расчетные и экспериментальные данные для эпоксидного композита с волокнами из Е-стекла. Хорошее согласие теории с экспериментом позволяет сделать вывод, что предположение о хорошей адгезии на поверхности раздела в композите вполне оправданно или что параметры, указанные на рис. 7, возможно, не чувствительны к нарушению адгезионного соединения. [c.49]

На рис. 8 приведены теоретические и экспериментальные крит вые зависимости поперечного модуля Юнга. К сожалению, действительное содержание пор установлено не было. Важный вывод, который можно сделать, исследуя эти кривые, состоит в том, что поперечный модуль Юнга композита является чувствительным, хотя и косвенным, параметром при оценке качества адгезионного соединения на поверхности раздела. [c.49]

Параметр у/в в уравнениях (4)— (6) определяет энергию разрушения адгезионного соединения на поверхности раздела для образца с одним волокном, 1В1 — соответствующую энергию композита. Параметр Ьв характеризует длину волокна, продольно смещенного относительно матрицы, Sfт — прочность волокна при разрыве. [c.61]

Разработан ряд прямых методов измерения характеристик напряженного состояния на поверхности раздела и адгезионной прочности. Поляризационно-оптический метод волокнистых включений наиболее надежен при определении локальной концентрации напряжений. Испытания методом выдергивания волокон из матрицы пригодны для измерения средней прочности адгезионного соединения, а методы оценки энергии разрушения — для определения начала расслоения у концов волокна. Прочность адгезионной связи можно установить по результатам испытаний композитов на сдвиг и поперечное растяжение. Динамический модуль упругости и (или) логарифмический декремент затухания колебаний применяются для определения нарушения адгезионного соединения. Динамические методы испытаний и методы короткой балки при испытаниях на сдвиг обычно пригодны для контроля качественной оценки прочности адгезионного соединения и определения влияния на нее окружающей среды. [c.83]

Механические свойства композита в значительной мере зависят от степени молекулярного взаимодействия волокна со смолой на поверхности раздела. Для достижения максимальной адгезионной прочности необходимо знать природу этого взаимодействия. Тот факт, что удельная поверхность волокна небольшая, еще не означает отсутствие достаточного взаимодействия между волокном и смолой. Так, в табл. 1 показано, что композиты, армированные необработанными волокнами стекла, бора и карбида кремния с незначительной площадью адгезионного соединения, обладают высокой прочностью на сдвиг напротив, материалы, армированные [c.263]

Как было показано, прочность адгезионной связи на поверхности раздела графитовое (или борное) волокно — смола зависит от многих факторов. Такие характеристики волокон, как удельная поверхность, поверхностная энергия (смачиваемость и химическая активность), размер кристаллитов графита и их ориентация (модуль), в значительной мере определяют прочность адгезионного соединения. Однако количественная взаимосвязь между химической активностью или смачиваемостью поверхности волокна и механическими свойствами композита, такими, как прочность на сдвиг или изгиб, не установлена. Согласно результатам исследований, прочность адгезионной связи на поверхности раздела в композите обратно пропорциональна размеру кристаллитов графита на поверхности волокна, и для любой данной системы увеличение удельной поверхности волокон приводит к повышению прочности композита на сдвиг. [c.270]

Влияние структуры и реакционной способности эпоксидных смол на прочность адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах не исследовалось. Имеются данные, согласно которым потеря прочности углепластиков в результате старения может быть связана с изменением полимерной матрицы. И наконец, было показано, что вследствие разницы коэффициентов термического расширения волокна и смолы возникают остаточные напряжения в полимере и на поверхности раздела волокно — смола, что сказывается на прочностных свойствах углепластиков. [c.270]

После почти десятилетнего периода поисков и исследований современные композитные материалы получили широкое распространение во многих отраслях современной техники — от космической до производства изделий массового потребления. Высокие удельные характеристики жесткости и прочности и особенности технологии переработки, позволяющие создавать материалы с заданной ориентацией свойств, выдвинули композиты на первый план среди современных конструкционных материалов. Естественно, в связи с развитием и внедрением новых конструкционных материалов возникла необходимость научиться оценивать их прочностные свойства при различных видах нагружения. Не менее важно знать, как технологические (поверхностные дефекты, нарушения адгезионной связи между слоями) и конструкционные (болтовые, заклепочные, клеевые соединения, закладные детали из других материалов) несовершенства изменяют механизм разрушения композитов. В то же время многочисленные попытки анализа и интерпретации имеющихся экспериментальных данных пока еще не привели к исчерпывающему пониманию явления разрушения в композитах. [c.34]

Создание единых конструкционных структур на основе адгезионно связанных композиционных материалов или композиционных материалов, соединенных с металлами, является важной проблемой в связи с применением композитов в военном и гражданском самолетостроении. Адгезионно соединенные материалы и процессы их получения регламентируются правительственными и отраслевыми спецификациями, в которых изложена технология создания соединений. Те же документы определяют методы получения Сандвичевых материалов. Адгезионно соединенные элементы стали применяться в самолетостроении еще в 1945 г. За прошедшее время значение этого вида соединений существенно возросло. Расширяются не только объемы использования, но и температурные интервалы, в которых эти соединения эксплуатируются. В современных условиях они находятся в пределах от —253 до +260 °С. [c.391]

Следует отметить, что механизмы восстановления несущей способности трубы при ее ремонте заливным или муфтовым композитом различны. Применение заливного композита основано на высокой степени проникновения композита в металл на молекулярном уровне и адгезионной прочности такого соединения. Муфтовый композит работает как бандаж, прочность которого определяется свойствами материала и суммарной толгциной установленных на трубе слоев спиральной муфты. [c.178]

Даже в изотропных металлических структурах узлов самолетов редко возникают однородные поля механических напряжений. В композиционных материалах за счет анизотропности структуры материала поля напряжений всегда анизотропны. Адгезионные соединения, таким образом, находятся в области несимметричных напряжений. Напряжения в адгезионных соединениях возникают уже во время процесса отверждения связующего при повышенной температуре. При определении геометрии соединения композитов адгезионным методом необходимо учитывать максимальные колебания напряжений, скорость изменения напряжения, необходимую размеростабильность соединения. [c.392]

В структурно-неоднородных материалах (адгезионных соединениях, композитах, геоматериалах), при наличии вблизи трещины областей с нарушенной структурой (пластических зон, микротрещин, пор), воздействии физических полей и агрессивных сред, в процесс разрушения вовлекается достаточно большая часть трещины, причем при изменении размера концевой области трещины возможна реализация различных механизмов разрушения. В таком случае зону процесса разрушения можно рассматривать как некоторый слой (концевую область), примыкающий к трещине и содержащий материал с частично нарушенными связями между его отдельными структурными элементами. [c.222]

Не существует единого мнения относительно того, зависит или не зависит прозрачность (непрозрачность) слоистого пластика из аппретированных волокон от способности их поверхности смачиваться смолой. Визуальные наблюдения показали, что очищенные стекловолокна полностью смачиваются жидкой смолой и полиэфирный композит на их основе очень прозрачен в процессе изготовления и отверждения, но становит1ся мутно-белым после охлаждения. Непрозрачность слоистого пластика обусловлена возникновением мелких трещин в смоле или разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела из-за усадочных напряжений и не связана со смачиванием стекла смолой. Хорошая аппретирующая добавка до известной степени предотвращает образование трещин и разрыв адгезионной связи и позволяет получать прозрачный СЛОИСТЫЙ материал. Вообще имеется коррел-я-ция между механическими характеристиками слоистого пластика и прозрачностью композита из аппретированного стекловолокна и смолы. [c.35]

Контроль за разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах может быть необходим для изделий специального назначения, которые должны обладать высокой вязкостью разрушения или для которых напряжения в волокнах являются в основном растягивающими. Ткань из Е-стекла, обработанная шлихтующим составом, использовалась для изготовления брони с высокой ударной прочностью [2]. При изготовлении сферических баллонов высокого давления для сжатого воздуха, устанавливаемых на самолетах, применялась в основном стеклянная ровница, обработанная замасливателем, который ухудшал прочность связи стекловолокна со смолой [17]. Для большинства применяемых композитов требуется сочетание хорошей адгезионной прочности и ударной вязкости. Силановые аппреты в значительной степени способствуют такому сочетанию свойств. [c.36]

Используя описанньге выше модели, можно построить кривые зависимости поперечного модуля Юнга и коэффициента увеличения деформации матрицы композитов от степени их наполнения стеклянными, Графятовыми и борными волокнами (рис. 10). Установлено, что с повышением степени наполнения эти характеристики возрастают, причем у боропластиков коэффициент увеличения деформации растет быстрее, чем этот же 1К0зффициент или поперечный модуль Юнга у двух других систем. Аналитические зависимости, представленные на рис. 10, получены при условии хорошего адгезионного соединения на поверхности раздела. [c.50]

Из приведенных примеров становится очевидным, что качество адгезионного соединения на паверх1Ности раздела определяет характер поверхности разрушения композита при растяжении его вдоль оси волокон. Если композит нагружают в попереч 01М направлении, то характер разрушения, как правило, хрупкий и поверхность разрушения пересекает матрицу, границу раздела и некоторые волокна. [c.54]

Существует ряд методов определения напряжений и прочности адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах. Эти методы мож1но разделить на две группы, одна из которых — прямые методы измерения прочности сцепления единичных волокон с матрицей, а другая — косвенные методы измерения адгези-овной прочности на поверхности раздела. Методы второй группы можно также рассматривать как качественный анализ получаемых результатов, однако при правильной трактовке возможно их использование и для количественной оценки. [c.54]

Поры оказывают значительиое влияние на прочность композита при межслойнам едвиге и продольном сжатии (рис. 33,а и б). Как уже отмечалось, межслойная сдвиговая прочность достаточно хорошо характеризует прочность адгезионного соединения на поверхности раздела. Так как при iyвeличeнии пористости композита эта прочность снижается, то возможно ослабление граничной адгезии из-за наличия пор. Это подтверждается также исследованиями Петкера [[(58]. [c.76]

На рис. 35 показано влияние влаж1НОЙ среды на адгезионную прочность по поверхности раздела, измеряемую по энергии разрушения композита при сдвиге. Можно видеть, что влага разрушающе действует на адгезионное соединение, особенно при повышенной температуре. Результаты испытаний композитов во влажной среде приведены также в работах [26, 67, 34]. [c.76]

Таким образом, для выбора компонентов материал0 В с заданной прочностью адгезионного соединения на поверхности раздела можно использовать ряд методов. При этом следует учитывать режим нагружения и назначение материала. Оановное правило при разработке волокнистых композитов состоит в том, что материал с оптимальными свойствами может быть получен путем компромиссного решения с учетом всех действующих факторов. [c.82]

С помощью адгезионных соединений могут быть объединены различные Материалы, в том числе и с неодинаковыми коррозионными свойствами. Однако при проектировании таких соединений должны учитываться термодеформациои-ные свойства исходных композитов. [c.391]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...