Пластичность матрицы

Баббитами называют сплавы мягких металлов (5п, РЬ, Са, 5Ь, 2и), характеризующиеся наличием твердых структурных составляющих в пластичной матрице. [c.375]

После известной модификации методы сопротивления материалов применимы и к деталям из анизотропных материалов. Перечень нужно начать с деревянных брусьев, переходя далее ко всякого рода композитам. Последние представляют собой достаточно пластичную матрицу, армированную высокопрочными волокнами. Матрицы и волокна могут быть как органическими, так и неорганическими, включая и металлы. [c.11]

Пластичная матрица. Если материал матрицы пластичен, а волокно хрупко, при достижении удлинения, соответствующего пределу прочности волокна, последнее рвется, тогда как матрица продолжает вытягиваться. В некоторых старых работах (Келли п др.) делается вывод о том, что при малой, концентрации хрупких волокон прочность композита может оказаться ниже прочности матрицы. Волокна разрываются при сравнительно низком среднем напряжении, а дальше вся нагрузка воспринимается матрицей, относительная площадь сечения которой у меньше, чем площадь сечения исходного материала, и = i — f/. Это уменьшение прочности происходит до тех пор, пока У/ меньше некоторого критического значения и р. При У/ > Уир большая часть нагрузки воспринимается прочными волокнами и прочность композита растет с увеличением Vf. Эта схема была бы верна, если бы разрушение всех волокон происходило в одном и том же сечении. В действительности при малых значениях Vf по мере удлинения матрицы происходит беспорядочное дробление. Распределение растягивающего усилия в каждом кусочке длины Z > 2Zo будет таким, как показано на рис. 20.6.1, а, при даль- [c.700]

В работах [408, 430—433] изучено влияние прочности связи частиц матрицей, а также пластичности матрицы на хрупко-пластичный переход в ОЦК-металлах. Обобщенная схема хрупко-пластичного перехода материалов на основе тугоплавких ОЦК-металлов приведена в [95]. Схематично температурная зависимость механических свойств ОЦК-металлов, упрочненных частицами, на которой указаны области хрупкого и пластичного разрушения, а также хрупко-пластичного перехода, приведена на рис. 5.16. [c.208]

Интересно отметить, что в сплавах с пластичной матрицей в этом интервале наблюдается пластичное межзеренное разрушение (см. рис. 5.11, г, ). [c.210]

Наконец, из-за диффузии в паре упрочнитель — матрица, сопровождающей химическое взаимодействие у поверхности раздела, желательные свойства, которые каждый из компонентов придает композиту, часто не достигаются, поскольку при этом уменьшается пластичность матрицы и снижается собственная прочность упрочнителя. [c.47]

Применение образцов с одиночным волокном для испытаний систем с пластичной матрицей ограничено по двум причинам. [c.73]

Л — схема деформации модели композита б — распределение напряжений на поверхности раздела в упругой матрице в — распределение напряжений на поверхности раздела в пластичной матрице — касательное напряжение на межфазной границе а — напряже- [c.47]

Для того чтобы пластики можно было использовать в качестве конструкционных материалов, их необходимо армировать с целью увеличения их прочности и модуля упругости. Как правило, это достигается введением в состав материала высокопрочных волокон, при этом волокна и пластичная матрица образуют в совокупности композиционный материал, свойства которого превосходят [c.261]

В упрочненных частицами металлах твердые частицы чаще всего увеличивают прочность и твердость, а пластичная матрица придает материалу вязкость и пластичность. В одном крайнем случае частицы в композитах способствуют увеличению предела текучести по сути пластичных металлов. Например, такую роль играют цементитные частицы (карбид железа) в малоуглеродистых сталях. В другом крайнем случае функция матрицы заключается в придании твердым и по существу хрупким материалам некоторой доли вязкости. Эту задачу, например, выполняет связующий металл в спеченных карбидах. [c.58]

В принципе напряжения в твердой частице могут быть также связаны с расположением дислокаций около частицы. Эшби [5] вычисляет перемещения, необходимые для совместной деформации пластичной матрицы около жесткой частицы в деформируемом двухфазном сплаве. Он рассматривает следующие виды деформации, которые могут давать такие перемещения [c.67]

Прочность сплавов с малым содержанием твердых дисперсных частиц в пластичной матрице соответствует прочности матрицы, измененной наличием частиц. Прочность сплава при разрушении выше его предела текучести и определяется легкостью роста пор или треш,ин по пластическому механизму. Трещина может образоваться в матрице, частице или на поверхности раздела, но развивается она в основном в матрице. [c.90]

В этом случае хрупкая фаза представлена в достаточном количестве, и поэтому при разрушении сама матрица не может выдержать нагрузку. Прочность композита определяется прочностью хрупких частиц или поверхности раздела между частицами и матрицей, в особенности сопротивлением возникновению разрушения. Разрушение происходит при нагрузке, которая выше предельной нагрузки для композита, определяемой пределом текучести матрицы, но ниже предельной нагрузки, соответствуюш,ей пределу прочности матрицы. Эффективный предел текучести матрицы увеличивается вследствие пластического стеснения, налагаемого жесткими частицами на пластичную матрицу. Степень стеснения увеличивается с увеличением уровня напряжений до значения разрывной прочности частиц [20]. [c.92]

В этом интервале содержания частиц разрушение считается хрупким, потому что композит разрушается при напряжении ниже действительного (в инженерном представлении) предела текучести матрицы. Так как слои пластичной матрицы очень тонкие, а степень пластического стеснения высокая, поэтому предотвращается релаксация местной концентрации напряжений, что приводит к возникновению трещины. Прочность определяется сопротивлением распространению трещины в композитной структуре, которое в основном зависит от количества и распределения пластичной фазы. Можно утверждать, что увеличение среднего свободного пути в матрице приводит к повьппению прочности вследствие уменьшения степени стеснения. [c.93]

До сих пор статистические представления дают скорее философский, чем практический подход к конструированию композитов. Согласно теории, две статистические модели разрушение слабейшего звена и комбинация разрушения слабейшего звена и пучка соответствуют идеализированным случаям хрупкого и рассеянного разрушения композитов, прочности которых определяются только прочностью хрупкой составляющей. Хрупкое разрушение происходит путем развития трещины от одиночного источника. Рассеянное разрушение означает постепенное образование неразвивающихся трещин, как это происходит при вязком разрушении композитов, но без непосредственного вклада пластичной матрицы в несущую способность. Следует отметить, что рассчитанные прочности для всех статистических моделей будут одинаковы, если прочности всех элементов объема равны между собой, т.е. если схэ. Модели иллюстрируют роль пластичной матрицы в задержке трещин, а также весьма большое практическое значение формы расположения хрупкой фазы в агрегате. [c.102]

Приложение 2. Коэффициенты перенапряжения, упругая и пластичная матрицы......................................... 201 [c.166]

Б. Коэффициенты перенапряжения для пластичной матрицы . . 201 [c.166]

Для определения распределения напряжения перед трещинами в слоистых композитах с упругими и пластичными матрицами ранее использовались и другие приближенные рассмотрения на основе сдвигового подхода. Для упругих матриц было найдено [13, 14], что растягивающее напряжение в первом элементе е каждой стороны трещины, объединяющей все соседние разрушенные элементы, представляется степенным рядом с отрицательными показателями, которые могут быть легко найдены численными методами. Полученное в результате распределение вдоль неразрушенного элемента у кончика трещины также показано на рис. 4. Поскольку при сдвиговом анализе рассматривается только равновесие в среднем, то нет никакой сингулярности в распределении напряжения для очень малых и х, . [c.183]

Когда к такому двумерному слоистому композиту, составленному из элементов, имеющих определенный разброс прочности, приложено в направлении армирования растягивающее напряжение о, могут происходить изолированные разрушения элементов в местах локализации наиболее опасных дефектов. Разрушенные элементы будут тогда разгруженными на определенной длине а/2 с каждой стороны от разрыва. Часть нагрузки, которую нес разрушенный элемент, передается соседним неразрушенным элементам. При этом в них возникает концентрация продольного растягивающего напряжения, которая рассматривалась в предыдущем разделе и показана на рис. 4 и 5 для двух ближайших элементов с каждой стороны от разрушенного элемента в случаях упругой и пластичной матриц. [c.186]

Поэтому перенапряжение в соседних элементах существенно увеличивает вероятность разрушения в области перенапряжения длины б по сравнению с вероятностью разрушения элемента той же самой длины в однородном поле напряжения. Увеличенная вероятность разрушения может быть вычислена путем интегрирования вероятностей разрушения по области перенапряжения армирующего элемента. Теперь удобно считать, что это увеличение вероятности произошло в результате ЛГ-кратного увеличения равномерного напряжения в области влияния. Для случая разрушения г соседних элементов коэффициенты для упругой и пластичной матриц представляются соответственно выражениями [c.187]

СЛОИСТОГО композита и приложенного напряжения. Значения для широко распространенного случая полимерной пластичной матрицы и- стеклянных волокон, для которых От/Ег л 10 , /с/о л [c.188]

Скоп и Аргон высказали противоположное заключение [32]. Это произошло вследствие того, что, как было отмечено выше, при использовании сдвигового анализа в упругом случае происходит сглаживание неравномерностей напряженного состояния, в то время как в грубой модели передачи всего усилия с разрушенных элементов на два близлежащих неразрушенных элемента распределение напряжений для пластичной матрицы, представляв- [c.188]

Результаты численного решения этих уравнений для случая пластичной матрицы при простом распределении напряжений (22) (для tщ = 0) даны в табл. IV, из которой видно, что безразмерная максимальная прочность равномерно уменьшается с ростом т [2]. Тем не менее в исследованной области действительная максимальная прочность а увеличивается с ростом т, что показано в шестой колонке табл. IV для характерного семейства распределений плотности дефектов (по экспериментальным данным [26]). [c.192]

Поучительно рассмотреть особый случай слоистого композита, составленного из ряда волокон. При этом произведение гг о (о о) сго = = Р (где и> = Я( ), входящее в уравнение (50), остается постоянным для волокон постоянного диаметра. В типичном случае волокон, исследованных в работе [26], р = 4,8-10 см" для По = = 48 кбар и й = 10 см. На рис. 9 приведены значения Пг/Оо, рассчитанные по уравнению (50) на основе данных р и Оо для области возможных значений т и двух длин испытанных волокон 10 и 100 см. Здесь же приведены значения щ/ао при тех же т и б = 0,05 см для пластичной матрицы, а также отношения прочности слоистого композита к средней прочности индивидуальных элементов по уравнению (53). [c.198]

Приложение 2. Коэффициенты перенапряжении, упругая и пластичная матрицы [c.201]

Б. Коэффициенты перенапряжений для пластичной матрицы [c.201]

Рис. 37. Зависимость максимального нагибного напряжения от скорости деформации для композита Е-стекло — эпоксидная смола. а — хрупкая матрица б — пластичная матрица [25].

Так, выделения типа М02С, наблюдаемые при электрон- омикроскопическом исследовании хромомолибденовой стали, являются по своему строению бездислокационными кристаллами [213]. Поэтому они, находясь в пластичной матрице, могут деформироваться только упруго и поэтому являются эффективным препятствием для скольжения в матрице. [c.110]

Если теперь сравнить схемы хрупко-пластичного перехода однофазных и дисперсноупрочиенных сплавов, характеризующихся различным сочетанием пластичности матрицы и прочности границы раздела двух фаз (см. рис, 5.13 и 5.16), то оказывается, что присутствие дис- [c.208]

Переход от хрупкого разрушения к полностью пластичному совершается не в два, как в однофазных материалах, а в три этапа. Ширина переходных интервалов зависит от комбинации прочности межфазной границы и пластичности матрицы. В некоторых случаях отдельные интервалы хрупко-пластичного перехода, например первый в сплаве ВТАН [4331, практически исчезают или сужаются до нескольких десятков градусов, так что вопрос об их существовании становится достаточно спорным. [c.209]

Упрочнение микроструктурными барьерами желательно, любые поиски в этом направлении следует считать перспективными. Еще до-дислокационная теория мелкозернистости доказала целесообразность размельчения зерна аустенита и всех продуктов его распада, уменьшения межпластиночного расстояния в перлите, размельчения второй фазы в гетерогенном сплаве. Главное преимущество этого способа упрочнения — сохранение пластичной матрицы и высокой вязкости разрушения. В отдельных случаях прочные включения второй фазы в пластичной матрице могут вызывать дислокационные нагромождения в системе ОЦК или плоские скопления в ГЦК у созданных барьеров, что приводит к зарождению микротрещин и снижению критического напряжения разрушения. [c.10]

Келли и Тайсон [33, 34] широко применяли испытания по вытягиванию для определения передачи нагрузки от матрицы к волокну у его концов. С помощью простого метода запаздывания сдвига они получили выражение для прочности поверхности раздела при сдвиге (для идеально пластичной матрицы) в виде [c.71]

Согласно Хэнкоку [32], в системе алюминий — бор усталостные трещины зарождаются на свободных поверхностях и разветвляются у поверхности раздела волокно — матрица. Крайдер и др. [49], изучая систему алюминий — борсик, установили, что пластичная матрица способна изолировать и притуплять вершины трещин. Существующий уровень знаний об усталости композитов недостаточен для создания обобщенной теории, на основании которой можно было бы разработать надежные методы расчетов композитов применительно к условиям эксплуатации, связанным [c.251]

Расчеты Чена и Лавенгуда [4] для распределения напряжений вдоль разрушенных упругих волокон при помощи метода конечных элементов и сдвигового анализа показали, что отсутствие сингулярности напряжения при сдвиговом анализе часто приводит к нереально низкой концентрации напряжений. Это свидетельствует о том, что применимость данного метода для расчета неоднородных упругих полей напряжений ограничена. Грубый предельный анализ для случая пластичной матрицы был проделан в работе [32], где предполагалось, что все усилия в разрушенных соседних элементах на длине 2с в поперечном сечении передаются двум элементам с каждой стороны трещины. При этом получено следующее распределение растягивающего напряжения в этих элементах [c.185]

Протяженность области концентрации напряжений dg или пластической зоны dp в слоистых композитах с упругими или пластичными матрицами определяет область влияния неоднородности напряженного состояния, вызванной разрушением одного или более находящихся рядом армирующих элементов. Как только произойдет разрушение с образованием трещины, как показано на рис. 4 и 5, напряжения в двух элементах с каждой стороны ее на длине б = 2й возрастут по сравнению с номинальным напряжением всюду вне этой области. Наиболее вероятно, что дальнейшие процессы разрушения будут локализованы в этой полосе длины б и сопровождаться развитием существующей зародьнпевой трещины. Следовательно, как отметили впервые Гюсер и Гурланд [12] и широко использовал Розен с соавт. [30], нагруженный слоистый композит полной длины L можно рассматривать как ряд из п = = ЫЬ статистически независимых соединенных звеньев, как показано на рис. 6, в каждом из которых может независимо происходить зарождение разрушения и процесс его развития. [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...