Сдвиг межслоевой

Требования к материалам при соединении композиционных материалов в отношении предела прочности при смятии приведены в табл. 22.1. Необходимыми при конструировании являются данные по прочностям при сдвиге межслоевом в боковом направлении, при разрыве. В табл. 22.4 приведены данные по сдвиговым характеристикам материалов, которые основаны на предположении об отсутствии влияния концентраторов напряжений. При учете влияния концентраторов напряжений неизбежно снижение прочностных характеристик при межслоевом сдвиге и срезе. [c.387]

В ЭТОМ случае происходит и другое интересное явление. Рассмотрим размер трещины в нескольких сечениях, например, в каждом слое. Длина трещины максимальна в поверхностном слое и уменьшается в каждом последующем слое, обращаясь в точку в вершине надреза. Между любыми двумя слоями, где длина трещины меняется, существуют межслоевые напряжения сдвига в этом можно убедиться, сопоставив относительные смещения слоев. Верхний слой стремится сместиться на большую величину, поскольку значение К для него выше. Значит, для сохранения непрерывности необходим межслоевой сдвиг. То, насколько легко он будет происходить, зависит от числа слоев и соотношения их упругих постоянных. Отсюда, однако, не следует, что расслаивание должно обязательно начаться в вершине надреза. [c.299]

Высокотемпературная пайка производится и с использованием эвтектических припоев системы алюминий—кремний при температурах порядка 575—615° С. Верхний температурный предел работы такого соединения составляет не более 315° С. Технологический процесс может осуществляться как в вакууме, так и погружением в соляную ванну. Время пайки такими припоями должно быть сведено к минимуму из-за возможного разупрочнения волокон. Прочность соединения на срез довольно высока, более 10 кгс/мм, и может превышать прочность межслоевого сдвига самого композиционного материала. [c.191]

Имеются также работы [20], посвященные определению модуля сдвига по косвенным параметрам, например, по значению коэффициента теплопроводности. Экспериментально было установлено, что между модулем межслоевого сдвига стеклопластика имеется устойчивая связь с коэффициентом теплопроводности, при этом коэффициент корреляции равен 0,967, т. е. предлагается производить определение модуля сдвига не по параметрам скорости сдвиговых волн, а по значениям коэффициента теплопроводности. По-видимому, трудно согласиться с автором этого предложения в эффективности такой замены, так как точность определения коэффициента теплопроводности особенно в изделиях еще низка. [c.78]

Одна из главных особенностей, отличаюш их многослойные элементы от соответствуюш,их однослойных, связана с их повышенной податливостью на сдвиг. Часто возникают существенные трудности при определении контактного давления, межслоевых нормальных и касательных напряжений в многослойных конструкциях. В связи с этим развитие эффективных аналитических методов исследования напряженно-деформационного состояния (НДС), определение контактной жесткости многослойных цилиндрических труб является одним из важных вопросов в данной проблеме. [c.291]

Прочность при межслоевом сдвиге, МПа 78 98 69 [c.22]

Недостаточно высокая прочность лри межслоевом сдвиге [c.24]

В этом разделе приведены такие характеристики углепластиков, как прочность при растяжении, сжатии, изгибе и межслоевом сдвиге. [c.132]

Прочность при межслоевом сдвиге, МПа [c.146]

Рис. 4.18. Относительная прочность при межслоевом сдвиге (отношение значений прочности при межслоевом сдвиге при повышенной и комнатной температурах) эпоксидных углепластиков с различным содержанием влаги [2].

В табл. 4.11 и 4.12 приведены величины прочности и модуля упругости при изгибе и прочности при межслоевом сдвиге слоистых углепластиков после длительного старения на открытом воздухе и при относительной влажности 50%. Как следует из приведенных в таблицах данных, после теплового старения при температуре 127 ° С относительная прочность превышает 70%, а после старения при температуре 177 ° С она снижается приблизительно до 50%. Высушивание материала после теплового старения приводит к восстановлению практически исходной прочности материала. Содержание влаги в окрашенном и неокрашенном материалах оказалось одинаковым. Это означает, что окраска материала совершенно не предохраняет его от адсорбции воды. Для защиты от влаги можно [c.161]

Прочность при межслоевом сдвиге. 0,13 0,56 [c.283]

Жесткость при межслоевом сдвиге [c.70]

Gu и Сбб (соответственно поперечный или трансверсальный) модуль упругости, модули сдвига в плоскости слоя и два межслоевых модуля сдвига) существенно зависят от температуры, так как определяются свойствами матрицы. [c.313]

Предел прочности без концентратора напряжений, МПа при продольном растяжении при поперечном растяжении при продольном сжатии при поперечном сжатии при межслоевом сдвиге Предел прочности с концентратором напряжений, МПа при продольном растяжении при поперечном растяжении при продольном сжатии при поперечном сжатии при сдвиге (D/t > 2) [c.315]

Модуль упругости, ГПа при продольном растяжении при поперечном растяжении при сдвиге в плоскости слоя при межслоевом сдвиге [c.315]

Несмотря на высокую прочность в плоскости атомных слоев, кристалл может быть легко изогнут вследствие низкого модуля сдвига. Межслоевой сдвиг затрудняется при введении в кристаллическую решетку дефектов. Дефекты внутри слоев типа вакансий, внедрений, дисклинациий и дефекты упаковки соседних слоев приводят к возрастанию межслоевого расстояния. Внутрислоевые и межслоевые дефекты часто взаимосвязаны, поскольку дефекты внутри слоя могут приводить к неправильной упаковке соседних слоев, а вследствие того и к возрастанию межслоевого расстояния, что вызывает неполную делокализацию л-электронов и затрудняет межслоевой сдвиг. Дисклинации также препятствуют сдвигу и приводят к появлению вакансий и неправильной упаковке соседних слоев. [c.15]

Другие теории, учитывающие так называемый межслоевой сдвиг (сдвиг по толщине) в слоистых оболочках и основанные на гипотезах, характерных для многослойных систем с легким заполнителем (см. раздел X), приведены в работах Као [142], Спил-лерса [260], Васильева [29[5], Дурлофски и Майерса [86], Донга [82]. Ив и Кларк [314] показали, что точное удовлетворение условий контакта слоев весьма существенно для адекватного описания процесса деформирования оболочки. [c.245]

Чамис и др. [39] провели испытания по Изоду миниатюрных образцов из эпоксидных стекло- и углепластиков (размеры образцов 7,9 X 7,9 X 37,6 мм) с волойнами, параллельными и перпендикулярными оси консоли. Эксперименты выявили различные формы разрушения — расщепление, сопровождающееся выдергиванием волокон и расслоением. При поперечном армировании разрушение образца сопровождалось нарушением когезионных и адгезионных связей, а также расщеплением волокон. Как установлено авторами, ударная прочность образцов с поперечным армированием для всех испытанных материалов находится в соответствии с пределом прочности при межслоевом сдвиге. [c.314]

На основе результатов испытаний композитов с полиэфирной матрицей, армированных направленно расположенными углеродными волокнами, Харрис и др. [14] пришли к выводу, что Vs энергии разрушения расходуется на вытягивание волокон. В этих экспериментах поверхность волокон подвергали различным видам обработки, изменявшим прочность связи (последнюю оценивали косвенно — по величине прочности при межслоевом сдвиге). В случае наименее прочной поверхности раздела (минимальная сдвиговая прочность) волокна вытягивались на большую длину и энергия разрушения была выше. Аналогичные результаты были получены для композитов с эпоксидной матрицей, армированных углеродным, волокном [2, 42]. Фитц-Рендольф и др. [10], исследовавшие бор-эпоксидиые композиты, заключили, что значительный вклад в работу разрушения вносит и энергия разрушения волокна, и работа вытягивания разрушенных волокон из эпоксидной матрицы. По мнению Меткалфа и Кляйна [27], при данной прочности волокон с ростом коэффициента ее вариации усиливается тенденция к разрушению волокон в точках, далеко отстоящих друг от друга, что-должно привести к увеличению вязкости разрушения (рис. 11). [c.281]

Прочность поверхности раздела в углепластиках выше, чем в бор-эпоксидных композитах, что обусловливает две их особенности поведения. Во-первых, трещины в углепластике более извилисты (рис. 23, а) во-вторых, в углепластике наблюдается межслое-вое разрушение (рис. 24). Последнее является одним из специфических видов разрушения слоистых материалов и выражено наиболее ярко в случаях значительного межслоевого сдвига. [c.296]

К развитию расслаивания может привести как нагружение в плоскости слоев, так и нагружение в поперечном направлении. Рассмотрим сначала влияние нагружения в плоскости слоев. Как показано на рис. 9, в материале, слои которого имеют различные значения коэффициента Пуассона, развиваются межслоевые напряжения сдвига Хгу и нормальные напряжения Оуу в плоскости слоев. В плоскости у=0 межслоевые напряжения сдвига равны нулю, а при у=В они достигают максимальных значений. Эти сдвиговые напряжения значительны лишь в прилежащей к границе расслаивания области (обычно принимают, что эта область соизмерима с толщиной образца [35]). Деформация в направлении X (рис. 9) обусловливает распределение напряжений в самом верхнем слое по оси у. При y=Q присутствуют только Оуу, а при у=В нормальные усилия возникнуть не могут и развиваются сдвиговые напряжения tzy. Слой не может быть сдвинут в направлении Z, и поэтому паре напряжений х у и Оуу противодействуют нормальные напряжения a z, знак которых зависит от соотношения коэффициентов Пуассона. Если Ozz— растягивающие напряжения, то они, в сочетании со сдвиговыми напряжениями Тгу, стремятся вызвать расслаивание. На этом основываются соображения о последовательности укладки слоев, высказанные Пагано и Пайпсом [35] и отчасти объясняющие экспериментальные результаты Фойе и Бейкера [11]. [c.299]

Бор. Волокна бора характеризуются высоким сопротивлением сжатию наряду с высоким удельным модулем. Это позволяет использовать их, в особенности для конструкций, работающих под давлением (с ограниченной устойчивостью) и обладающих высокой жесткостью. Свойства волокон высоко стабильны. Благодаря высокому модулю упругости бора в полимерной матрице возникают низкие напряжения. Волокна имеют хорошую адгезию к связующему (матрице), что подтверждают высокие результаты стандартных испытаний на межслоевой сдвиг по методу короткой балки. Сочетание этих свойств ведет к повышению усталостной прочности волокнистых материалов с применением бора, составляющей, как правило, 70% от предельного значения кратковременной йрочно-сти для одноосноармироваиных материалов. [c.83]

Данное условие является разновидностью энергетического критерия и учитывает различие упругих и прочностных характеристик относительно осей упругой симметрии материала. Этот критерий прочности был предложен для композиционного материала, каждый слой которого представляет собой ортотропную упругую и однородную пластинку с отсутствием межслоевого сдвига и продольного изгиба. Предложенная модель материала существенно отличается от реального, этим в первую очередь можно объяснить расхождение теоретических и эскперименталь-ных значений прочности. [c.30]

Вопросы распределения напряжений в трубе, изготовленной из материала, обладающего цилиндрической анизотропией, рассмотрены еще в работах Сен-Венана и Фойгта. С. Г. Лехницкий [25] рещил задачу о распределении напряжений в неортоторпной трубе под действием внутреннего и наружного давления. В работах С. А. Амбарцумяна изложены методы расчета слоистых анизотропных оболочек с учетом межслоевых сдвигов. [c.39]

Типичное S-стекло содержит, % (по массе) 65 SiOg, 1 25А120э, 10 MgO и некоторые малые добавки. Имеется не- сколько разновидностей S-стекла. Сначала было разрабо- 5 тано стекло S-994 (или просто S-стекло). Стекло S2 при таких же прочности и модуле упругости имеет меньшую (в - 5 раз) стоимость. Единственный недостаток — несколько пониженная межслоевая прочность при сдвиге. Большинство стеклопластиков для низких температур армировано S-стеклом [5,6]. Стекла Е и S используют в виде моноволокна, ровницы или стеклоткани. [c.74]

Адгезия на границе раздела углеродное волокно - полимерная матрица определяется следующими факторами 1) механическими связями вследствие проникновения полимера в шероховатости поверхности волокон 2) химическими связями между поверхностью углеродных волокон и полимерной матрицей 3) физическими связями (обусловленными силами Ван-дер-Ваальса). Основными являются фжторы 1 и 2. Образование химических связей в системе углеродное волокно — полимерная матрица определяется химически активными функциональными группами на поверхности углеродных волокон. Эти функциональные группы связываются с атомами углерода соседних ароматических фрагментов. По мере увеличения числа таких атомов углерода усиливается химическая связь между углеродным волокном и полимерной матрицей. В реальном случае при обработке поверхности возрастает число кислотных функциональных групп и соответственно повышается прочность углепластика при межслоевом сдвиге (рис. 2.7) [15]. При использовании высокомодульных углеродных волокон адгезия на границе раздела волокно — полимер определяется преимущественно механическими связями вследствие шероховатости поверхности углеродных волокон этого типа [16]. [c.37]

Изделия из углепластиков часто подвергаются совместному влиянию влажности и повышенной температуры, например в условиях, возникающих при полетах сверхзвуковых самолетов, когда повышение температуры происходит вследствие аэродинамического нагрева. На рис. 4.17 и 4.18 приведены данные соответственно для относительной прочности при изгибе и при межслоевом сдвиге после цикла испытаний при повышенных температурах влагосодержащих углепластиков. [c.160]

По удельной прочности и жесткости углепластики существенно превосходят стеклопластики, сталь, алюминиевые и титановые сплавы. Слабая адгезионная связь полимерной связующей с углеродным волокном обусловливает их пониженную прочность при межслоевом сдвиге. Прочность стеклопластика КМУ-1В, армированного вискеризованным углеродным жгутом, имеет прочность при межслойном сдвиге до 100 МПа. [c.290]

Кроме деформаций, входящих в соотношения (5.2.4), при поперечном изгибе стенки в ней возникают межслоевые деформации сдвига, которые, как уже отмечалось, осредняются по толщине. Б результате можно записать следующие соотношения, связьшающие средние деформации поперечного сдвига и поперечные усилия [c.308]

Для проверки гарантированных изготовителем свойств пре-прега необходимо провести контроль качества отвержденных панелей. Соответствие материала техническим условиям оценивается по результатам определения предела прочности при растяжении и изгибе и межслоевой прочности на сдвиг по главным направлениям препрега. [c.103]

Очевидно, что изделия, полученные пултрузией, по свойствам превосходят детали, сделанные более традиционными методами формования. Тенденция к некоторому увеличению стоимости может быть обусловлена рядом преимуществ, характерных для этого процесса, — строгим контролем натяжения и ориентации волокна, уменьшением количества пор и поддержанием постоянного содержания волокна в композите. Даже такое трудно гарантируемое свойство, как межслоевой сдвиг, и то явно улучшается (рис. 17.5). [c.242]

Результаты испытаний иа усталостную прочность при кручении однонаправленного композиционного материала, состоящего из волокон 5-стекла и смолы 826, при статическом межслоевом напряжении сдвига 82 МПа, АГ = 1 и / = 0,1 [c.248]

При этом допускается компромисс в отношении деформационной совместимости, так как между слоями, полученными под малыми и большими углами намотки, развиваются большие межслоевые усилия сдвига, чем при схеме намотки под углом 54,75°. Если в качестве матрицы для стекловолокна используется иизкомодульная смола, наблюдается средний уровень сдвиговой деформации. Одиако по мере роста требований к очень теплостойким материалам приходится применять смолы со все более капризным строением, что может привести к разрушению структуры материала в результате образования микротрещин в матрице и расслоения покрытий, полученных под малыми и большими углами. Дальнейшее усовершенствование процесса заключается в использовании ленточных препрегов, полученных намоткой волокном, которые обладают хорошей деформационной совместимостью с металлическими втулками, применяемыми часто в сосудах высокого давления, получаемых намоткой волокном для предотвращения протечки содержимого. [c.270]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...