Волокон повреждение

Волокна упрочняющие 39, 40 Волокон повреждение 178 Вольфрам [c.499]

Асбест залегает в каменной породе в виде жил, состоящих из параллельных друг другу волокон. Длина волокна, равная толщине жил, колеблется от десятых долей миллиметра до нескольких сантиметров чем длиннее волокно, тем выше сорт асбеста и тем он дороже, но длинноволокнистый асбест встречается сравнительно редко. При добыче асбеста особо длинное волокно выбирают вручную во избежание его повреждения основная масса коротковолокнистого асбеста извлекается механизированным путем. В Советском Союзе имеются значительные месторождения асбеста, в частности, на Урале (вблизи города Асбеста). [c.182]

Общие явления, которые мы будем называть микроструктур-ными повреждениями, в частности наличие и рост трещин, часто являются основными источниками нелинейного поведения гранулированных и волокнистых композитов. Далее, в результате высоких концентраций напряжений вблизи армирующих частиц и волокон, а также на их поверхности эти повреждения и вытекающая отсюда нелинейность могут оказаться значительными при сравнительно малых (по сравнению с предельными значениями) напряжениях или деформациях в целом. [c.184]

Результаты испытания на изгиб 0°-ных волокон в N1 и Ni — Сг матрицах после различных термообработок приведены на рис. 20. Очевидно, что волокна меньше разупрочняются в Ni — Сг-матрице. Последующие испытания на растяжение 0°-ных волокон, извлеченных из Ni — Сг-композитов, показали, что средние величины прочности превосходят 140 кГ/мм , а максимальные значения составляют около 190 кГ/мм . В этом исследовании прочность волокон, находящихся в матрице, была оценена методом акустической эмиссии при испытаниях композита на растяжение. Таким способом была определена деформация разрушения волокна, причем деформации волокна и матрицы предполагались одинаковыми. Прочность самого слабого волокна в матрице составила 253 кГ/мм , чтО существенно превосходит прочность извлеченных волокон. Судя по множеству фотографий и наблюдений структуры поверхности волокон, разупрочненных при взаимодействии с металлом, снижение прочности можно отнести на счет действия тех трещин, которые образуются на поверхности волокон при их изъязвлении. Влияние такого повреждения поверхности волокон на их высокотемпературную прочность в предполагаемом температурном интервале работы различных композитов является одной из интересных проблем, возникающих при анализе множества экспериментальных данных такого рода. [c.343]

Облицовочный материал для трайлера-рефрижератора, часто подвергаемый повреждениям, должен легко очищаться и не должен поглощать запахи и влагу. Для циркуляции холодного воздуха в пространстве между грузом и стеной трайлера необходимы специальные ребра. Все эти требования вполне достижимы в случае применения полиэфирных смол, упрочненных матами из стекловолокна при необходимости специальные слои, не содержащие волокон, улучшают внешний вид и долговечность конструкции. [c.26]

К отрицательным качествам следует отнести опять же низкий коэффициент линейного расширения, приводящий к остаточным температурным напряжениям в тех случаях, когда в конструкцию заложены металлические прокладки, например, в местах соединений или когда графит используется как самостоятельный несущий элемент. Другой недостаток углеродных волокон — низкая ударная вязкость. Это создает опасность повреждений при производстве или обслуживании от случайных ударов инструментом или во время транспортировки. [c.85]

Усталостные повреждения были обнаружены к исходу третьего ресурсного срока, когда волосяные трещины появились в углах образца вдоль волокон, ориентированных под углом 25°. [c.140]

Повреждение композиционных материалов в результате баллистического удара исследовано в работах [45, 55]. Баллистический удар характеризуется наличием малой ударной области в противоположность ранее рассмотренной методике летящей пластины. Другая разница между этими двумя методиками заключается в продолжительности импульса. В первом случае (методика летящей пластины) создаются очень короткие импульсы, менее 1 МКС, которые диспергируют из-за относительно больших диаметров волокон. Методика баллистического удара, с другой стороны, создает импульсы гораздо большей длительности (порядка нескольких миллисекунд), поэтому очень тонкие волокна меньше влияют на форму импульса. Эти различия частично являются причиной того, что сравнение поведения материалов при ударе С различными способами нагружения совершенно невозможно. [c.329]

Процесс развития повреждений в ортогонально армированном композите на основе препрега с эпоксидной смолой детально описан в [2]. Первое проявление поврежденности под действием статического или усталостного нагружения по-прежнему состоит в расслоении у поперечных волокон. Расслоения проявляются в виде трещин, простирающихся от одной поверхности раздела слоя к другой (рис. 8). В дальнейшем расслоения развиваются вдоль поверхностей раздела слоев и среди продольных волокон. [c.344]

Были исследованы также ортогонально армированные материалы на основе препрега с эпоксидной смолой. Во всех случаях первое появление поврежденности наблюдалось в виде разрушения по границе раздела поперечных волокон. Как и в случае композитов с матами из рубленой пряжи и полиэфирной смолой, диаграмма [c.344]

Однако при проведении усталостных испытаний и в тканных, и в матовых композитах наблюдалось как расслаивание, так и растрескивание смолы независимо от количества добавленного пластификатора. Хотя при кратковременном испытании на растяжение растрескивание смолы не возникает, при циклическом нагружении оно просто задерживается не более чем на несколько сотен циклов. В композитах с матами из рубленой пряжи и более податливыми матрицами первое проявление поврежденности состояло в расслаивании у концов прядей, параллельных направлению нагружения, но сразу вслед за этим происходило расслаивание около поперечных волокон. [c.348]

Реальные слоистые пластики имеют многонаправленное армирование, и можно не сомневаться, что основная причина начала разрушения — расслаивание по границе раздела волокно — матрица от растяжения. В разд. II было показано, что растяги-ваюш,ие напряжения на поверхности раздела могут возникать как от растягивающей, так и от сжимающей нагрузки в направлении, как параллельном, так й перпендикулярном к группам волокон. Изменение температуры в любую сторону относительно равновесного состояния также вызывает растягивающие напряжения на поверхности раздела. Большинство отмеченных выше исследований поврежденности касается приложения однократных или повторяющихся растягивающих нагрузок перпендикулярно одной из групп волокон в композите. При таких условиях продольные волокна могут считаться обеспечивающими упрочняющий эффект, а поперечные волокна — ответственными за возникновение разрушения. [c.359]

Непосредственные сырые данные в форме графиков крутящий момент — log долговечности показывают, что композиты с обработанными волокнами испытывают значительную поврежден-ность, но остаются цельными, и крутящий момент при их испытании стремится к конечному пределу. Образцы из необработанных волокон быстро становятся неспособными выдерживать какой бы [c.390]

На рис. 5 показано, какое число п разрывов внутренних волокон на единицу объема образовывалось в современных композитах с волокнами бора или бора, покрытого карбидом кремния, при увеличении числа циклов осевой нагрузки N. Для обоих композитов число разрывов волокон монотонно возрастало с увеличением /V, но в случае волокон с покрытием число п было приблизительно в 3—5 раз больше. Разрывы волокон распределялись хаотичным образом, а усталостные повреждения развивались [c.408]

В работе [2] изучены и критически оценены три возможных вида разрушения композита при растяжении путем распространения трещины в матрице от разрыва волокна вследствие накопления повреждений и от разрыва слабейшего звена. Там же исследовано влияние масштабного эффекта и статистической природы прочности волокон на прочность композита. [c.41]

В работе [1 1] предложен иной подход для оценки поведения композита при сложном напряженном состоянии, где для исследования задачи совместного действия осевого растяжения и сдвига использована модель разрушения в результате накопления повреждений [2]. Предполагалось, что в силу статистического распределения прочности волокон в материале происходят разрывы отдельных волокон (рис. 2.5). Каждый разрыв вызывает в прилегающем объеме матрицы местную концентрацию касательных напряжений. Основной целью рассматриваемого подхода является определение характера взаимодействия касательных напряжений от внешних нагрузок и локальных касательных напряжений и их совместного влияния на предельные напряжения материала при растяже- [c.44]

Еще одна важная черта модели заключается в наличии зоны шириной md как в ядре перерезанных волокон, так и в прилегающей к нему области композита, рассматриваемого как квазиоднородный материал. В этих областях осуществляется перераспределение касательных напряжений от материала над областью надреза к материалу вне зоны повреждения. Поскольку считается, что в предложенной модели [c.64]

Трехмерноармированные материалы могут быть созданы различными способами прошивкой пакета тканей или слоев шпона, а также на специальных установках. Самым простым способом является прошивка тканых или слоистых материалов. Существенным недостатком этого способа является сильное повреждение волокон ткани или ровницы при прошивке. Другие, более совершенные способы создания этих материалов, реализуются на специальных установках по тщательно разработанной технологической программе [111]. [c.13]

Крепление образца в захватах. Создание на основе высокопрочных армирующих волокон полимерных композиционных материалов порождает значительные трудности получения стабильных значений предела прочности при растяжении этих материалов 39]. Особенно они проявляются при испытании трехмерноармнрованных материалов, изготовленных на основе углеродных волокон. Опытные данные и характер разрушения образцов свидетельствуют о том, что сложность получения стабильных и воспроизводимых характеристик прочности при растяжении композиционных материалов обусловливается главным образом необ.ходимостью надежного крепления образца в захватах испытательной машины (для исключения проскальзывания), а также влиянием формы и размеров образца. Учет этих факторов особенно необходим при испытании высокопрочных композиционных материалов. Проскальзывание образца в захватах приводит к появлению па его поверхности царапни, сколов и вмятин. Повторное нагружение образца после проскальзывания часто усугубляет эти дефекты н способствует разрушению образца в местах повреждения 23, 74]. Во избежание указанного явления используют различные дополнительные приспособления или устройства, которые усложняют [c.26]

До сих пор большая часть исследований композиционных материалов относилась к волокнистым композитам, среди которых различаются два главных типа композиты с непрерывными волокнами и композиты с короткими (разорванными) волокнами. В свою очередь, в первом из указанных типов длинные волокна могут быть либо расположены строго параллельно друг другу, либо сплетены в ткань, пропитанную полимерным связующим. Поскольку в процессе сплетения возможны повреждения волокон и композит получается более низкого качества, здесь основное внимание будет уделено однонаправленным волокнистым композитам. [c.63]

Усиление связи особенно важно для композитов, упрочненных AI2O3. Этот О кисел плохо смачивается многими металлами, за исключением металлов с очень высокой реакционной способностью, например циркония. Но в последнем случае волокно может оказаться поврежденным. Связь в композите должна быть достаточно прочной, чтобы нагрузка могла передаваться от волокна к волокну. Это особенно важно в случае, когда упрочнителем служат короткие усы. Следовательно, должна быть оптимальная степень химического взаимодействия, так как реакция, с одной стороны, увеличивает силу связи, а с другой — приводит к уменьшению прочности волокон или усов из-за разъедания их поверхности. Этот вопрос обсуждался Саттоном [44] применительно к модель- [c.126]

Ноуан и сот р. [21] обсуждали обе эти проблемы применительно к композитам, армированным волокнами окиси алюминия. В их работе для уменьшения механических повреждений поверхности волокон применялись покрытия. Авторы пришли к выводу,. [c.153]

Теория деформируемого (аппретирующего) слоя была предложена Хупером [20], который обнаружил, что усталостные свойства слоистых пластиков значительно улучшаются при нанесении аппретов на стеклянные наполнители. Он предположил, что аппрет на поверхности раздела в композите пластичен. Если учесть усадку смолы при отверждении и относительно большую разницу коэффициентов теплового расширения стеклянных волокон и смолы в слоистом пластике, то во многих случаях можно ожидать высокого значения напряжения сдвига на поверхности раздела в отвержденном (ненагруженном) образце. В этом случае роль аппрета состоит в локальном снятии таких напряжений. Следовательно, аппрет должен обладать достаточной рела1исацией, чтобы напряжение между смолой и стекловолокном снижалось без разрушения адгезионной связи. Если все же адгезионное соединение нарушается, то это свидетельствует об отсутствии предполагаемого механизма самозалечивания повреждения. Можно ожидать, что уменьшение внутренних напряжений способствует повышению прочности слоистого пластика, особенно при неблагоприятных условиях окружающей среды (влажная атмосфера). [c.36]

На рис. 2 показ1ан случай разрушения или повреждения поверхности раздела вблизи волокна трещина, по-видимому, возникла в месте соприкосновения волокон. Можно видеть, что трещина прошла по периферии волокон. [c.44]

Теперь перейдем к-расбмотранию стеклянных волокон, иополь-зуемых для армиравания стеклопластиков. Вследствие малого диаметра (< 10 мюм) стеклянных волокон п01верхностный дефект глубиной 20 А может вызвать существенное повреждение волокна при напряжении гораздо меньшем, чем предел прочности на рас- [c.104]

К недостаткам бора можно отнести его хрупкость, большой диаметр воло1 он и твердость. Из бора нельзя получить ткань и плетеные полуфабрикаты, как из других материалов. Минимальный радиус изгиба для волокон из бора в среднем равен 12—13 мм, что ограничивает его применение в конструкциях типа стрингеров или подобных им деталях со сложным контуром, имеющим резкие переходы. Будучи хрупким, бор имеет достаточно низкое сопротивление удару и умеренную восприимчивость к производственным повреждениям. Его твердость способствует хорошему сопротивлению эрозии волокнистого материала, но при этом ведет к усложнению и повышению стоимости механической обработки, производимой с применением твердосплавного и алмазного инструмента. [c.84]

Практически применяемые стеклопластики почти всегда имеют многонаправлеиное армирование в форме матов из рубленой пряжи, плетеной ткани, ровницы, ортогонально уложенной не переплетенной основы из волокон, или в форме намотанных волокон. В условиях растяжения первый признак поврежденности обычно появляется в виде отслаивания волокон от матрицы в местах, где волокна перпендикулярны направлению нагружения. С ростом нагрузки поврежденность увеличивается вплоть до полного разделения образца. Было показано, что процессы повреждаемости зависят и от времени (длительная прочность) и от числа циклов (усталость). [c.334]

В работе [9] изучались слоистые пластики с матами из прядей волокон Е-стекла и ортофталевой полиэфирной смолой широкого применения. Было показано, что за процессом накопления повреждений можно следить при помощи микроскопа, т. е. неразрушаю-пщм методом. Образцы, содержащие один слой уложенных прядей, вначале были прозрачны и в процессе нагружения могли быть исследованы в проходящем свете. Можно было наблюдать, что первым местом повреждения оказывались отдельные нити, лежащие перпендикулярно направлению нагружения (рис. 2). Кроме того, это повреждение не было строго связано с концом нити, а могло возникать на любом участке нити и распространяться в обоих направлениях [c.340]

При помощи полировки (перед нагрунгением) поверхностей более толстых полосок была получена возможность следить за развитием в них повреждений и было выяснено, что первое повреждение состоит в разделении волокон и матрицы внутри группы нитей (рис. 3). Это явление было названо расслаиванием. При помощи образцов, рассматриваемых в проходящем свете, было обнаружено, что количество повреждений в виде расслаивания увеличивалось за счет последовательного включения в него волокон под меньшими углами к направлению приложенной нагрузки до тех пор, пока при некоторой более высокой нагрузке, меньшей предельной, не возникали трещины в смоле в зонах избытка смолы. Эти трещины были также в основном перпендикулярны направлению нагружения и обнаруживались по выходу на поверхность образца. Они возникали, по-видимому, от некоторых расслаиваний (рис. 4). В случае когда прядь, параллельная приложенной нагрузке, пересекала трещину в матрице, по обе стороны от трещины возникало расслаивание, но разрушения волокон при этом не наблюдалось (рис. 5). [c.340]

В тканных слоистых пластиках первое проявление повреждения при статическом или усталостном растяжении имеет форму разрушения поверхности раздела в прядях утка (в поперечных волокнах). Это вызовет в дальнейшем растрескивание смолы в зонах с ее большим содержанием. На более поздней стадии процесса нагружения возникают значительные повреждения в местах пересечения нитей. Это явление, вероятно, вызвано несколькими причинами, в том числе стремлением изогнутых участков волокон распрямиться, а также сдвиговыми усилиями, возникающими вследствие некоторой неортогональности ткани. После того как в областях пересечения появятся разорванные волокна, происходит разделение образца (рис. 7). [c.343]

В работе [10] изучено развитие поврежденности при статическом растяжении и циклическом нагружении композитов с матами из рубленой пряжи и полиэфирной матрицей. Циклическое нагружение проводилось при пульсируюш,ем растяжении и при симметричной форме цикла напряжений (растяжение — сжатие), чтобы получить большую и малую долговечности. Поверхности образцов были отполированы до испытаний, и некоторые выбранные участки были сфотографированы с применением микроскопа. В процессе испытаний те же части вновь фотографировались при том же увеличении. Для оценки расслаивания на каждой микрофотографии подсчитывалось число отслоенных волокон и измерялась общая длина трещин в смоле. Было обнаружено, что число отслоений и длины трещин в смоле значительно менялись в зависимости от расположения исследуемых участков. Однако в общем виде результаты, а именно число отслоений или длины трещин, [c.353]

Рис. 16. Повреждение от сжатия на поверхности неразрушенного усталостного образца ортогонально армированный (О—90°) композит на основе пре-прега из необработанных высокомодульных волокон, эпоксидная смола Шелл Эпикот 828/ВВ8/ВРз400 ПО].

Дальнейшее развитие поврежденности зависит в некоторой степени от типа образца. В образцах из однонаправленных композитов, полученных мокрой укладкой необработанных волокон в зпоксидную матрицу, поверхность разрушения нормальна линии действия нагрузки и содержит большое количество отдельных выпзшенных волокон. В случае обработанных волокон поверхность разрушения оказывается расположенной под некоторым углом к оси нагружения. В ортогонально армированных материалах обнаружено, что разрушения возникают также на поверхностях раздела слоев, и образец разрывается на части по этим поверхностям раздела. Образцы с поверхностно обработанными волокнами чаще содержат группы выпученных волокон, а не отдельные потерявшие устойчивость волокна. [c.383]

В работе [12] при оценке механических свойств углепластиков кратко отмечены некоторые результаты усталостных испытаний при кручении кольцевых образцов типа NOL. Эти результаты показали, что после 10 циклов жесткость, сохраненная кольцом из поверхностно обработанных волокон типа II и искусственной смолы, составляла лишь 30% от своей начальной величины. Этот результат был хорошо сопоставим с данными, полученными па аналогичных кольцах, изготовленных с применением волокон S-стекла. Кольцо, изготовленное с более вязким составом смолы ERLA 4617-MPDA, испытывало серьезные повреждения, но, как правило, при большем на порядок времени жизни. [c.390]

Разработанная квазигетерогенная модель позволила прогнозировать распространение трещины в направлении нагружения и в поперечном направлении (устойчивое и неустойчивое). Появилась также возможность учесть зоны повреждения в области концентрации нормальных и касательных напряжений у кончика надреза. Изложены основные моменты рас-суждений, приводящих к необходимости рассмотрения этих областей. Влияние нормальных напряжений в направлении, перпендикулярном армированию, учтено в анализе путем введения эффективных касательных напряжений в плоскости армирования в критерий прочности. Кроме того, выведена модифицированная форма выражения для подсчета модуля сдвига в плоскости армирования вблизи надреза, учитывающая локальный изгиб волокон, ориентированных перпендикулярно направлению нагружения. Для анализа влияния на поведение композита дефектов поверхности и дефектов во внутренних слоях, возникающих либо в результате эксплуатации изделия, либо от начальных повреждений, использованы приближенные методы. [c.33]

В работе [11] модель накопления повреждений при растяжении распространена на случай действия касательных напряжений в плоскости слоя. При этом действие нормальных напряжений, перпендикулярных армирующим волокнам слоя, не учитывается. Однако в слоях композита при плоском напряженном состоянии в зависимости от схемы армирования могут возникать все три ко.мпоненты напряжений (нормальные в направлении армирующих волокон, перпендикулярные им и касательные в плоскости слоя). Следовательно, для применения критерия прочности [II] к анализу слоистого композита необходимо учитывать и нормальные напряжения, перпендикулярные направлению армирования. Простые рассуждения показывают, что действие этих напряжений в композите с полимерной матрицей может проявиться в первую очередь в деформировании матрицы, а не волокон. Поскольку подобное предположение справедливо и для касательных напряжений в плоскости, логично ол<идать, что совместное действие нормальной и касательной компонент может привести к появлению неупругости матрицы при более низких напряжениях, чем при действии каладой из компонент в отдельности. [c.47]

В нормальной, незагрязненной атмосфере массовые концентрации N0 и NOj равны соответственно 2 и 8 мкг/м . Как известно, N0 безвредна при нормальных концентрациях, даже если воздух загрязнен. Напротив, NOj в высшей степени вредна, и при достаточно бо ьшой концентрации ее воздействие может оказаться смертельным. Как N0, так и NO2 влияют на жизнь растений скорость их роста замедляется, урожайность падает. Эти окислы также воздействуют на текстильные изделия, вызывая потускнение красок, повреждение хлопковых и нейлоновых волокон. [c.321]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...