Степень и модуль упругости

Принято делить свойства (характеристики) на структурно чувствительные и структурно нечувствительные, т. е. зависящие и не зависящие от структуры. Такое деление условно, так как все свойства зависят, от структуры (в том числе и модуль упругости), вопрос лишь в какой степени. К структурно нечувствительным свойствам относят такие, которые практически не зависят от структуры, для н.х изменения не следует применять термическую обработку. [c.65]

Температурные зависимости механических свойств для каждого класса материалов достаточно близки. Наиболее чувствительны к влиянию температуры свойства, характеризующие сопротивление пластической деформации (твердость, пределы прочности и текучести), а также ударная вязкость. Упругие свойства металлов и сплавов изменяются с температурой в меньшей степени. Напротив, модуль упругости некоторых неметаллических материалов с понижением температуры до —60 °С может снижаться более чем в 2 раза. [c.66]

Зависимость скорости роста усталостной трещины и шага усталостных бороздок от модуля упругости была продемонстрирована на многих материалах на основе алюминия и сталей различного класса [32-35]. Однако в ряде случаев показатель степени при модуле упругости был получен больше двух и не являлся целым числом. [c.237]

Упругий участок обобщенной диаграммы циклического деформирования включает участки разгрузки. Известно, что разгрузка обычно нелинейна, а модуль разгрузки, измеренный как тангенс угла наклона прямой, соединяющей точки начала и конца разгрузки, уменьшается при первой разгрузке и может несколько изменяться в процессе циклического деформирования [62]. В уравнении (2.1.6) эти особенности не учитывались, и модуль упругости материала принимается равным характеристике в исходном состоянии независимо от степени деформирования и числа нагружений. [c.74]

Углеродные волокна характеризуются высокой степенью преимущественной ориентации, определяющей высокий уровень предела прочности и модуля упругости вдоль оси волокон. [c.39]

В приведенных зависимостях индексы /1 и f2 соответствуют волокнам, входящим в состав композита. На рис. 2.20 в качестве примера приведена диаграмма растягивающая нагрузка — удлинение , полученная для композита, связующим материалом которого является эпоксидная смола, а армирующим элементом — смесь стекловолокна и углеродного волокна. Из приведенных данных можно видеть, что наличие углеродного волокна в композите позволяет в значительной степени повысить модуль упругости. Следует обратить внимание на то, что в указанных волокнах разрушение [c.48]

Безразмерные величины (параметры). Из пяти переменных величин—длина Z, площадь А, деформация е, сила F и модуль упругости Е—можно составить бесчисленное множество других величин в виде произведений их степеней, например Xj = PA F E, X2 = eV2 = i = F EA. Показатели степени могут быть целыми, дробными, положительными или отрицательными числами или нулем. Размерности вновь получаемых величин определяют путем замены каждой величины ее размерностью и подсчета степеней М, L п Т. Так, заменяя в приведенных выше произведениях I на [L], А на [L ], е на [1], F на МЬТ Ц, Е на [МЬ -Т Н, находим [c.449]

Как видно из формулы, термическая устойчивость зависит главным образом от предела прочности при растяжении, коэфициента линейного расширения и модуля упругости и в меньшей степени — от величин Ср и у. [c.378]

Таким образом, рассматриваемые термопласты по сравнению с капроном имеют лучшие характеристики стабильности размеров и модуль упругости. Скорость изнашивания и коэффициент трения новых термопластов в меньшей степени [c.38]

Зависимость (р) усложняется еще больше, если учитывать переход определенного количества газа (воздуха) из растворенного состояния в свободное и обратно. Как известно, количество растворенного в жидкости газа прямо пропорционально давлению (закон Генри). Растворенный газ практически не влияет на объемную упругость жидкости [9, 11]. В динамике какая-то часть воздуха непрерывно переходит из свободного состояния в раствор и обратно, что, естественно, влияет на величину суммар- v иого модуля упругости рабочей жидкости. Оценить это влияние аналитически очень трудно, так как процесс растворения инер-, ционен, а интенсивность выделения газа из раствора зависит от степени турбулизации потока. [c.16]

Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон (рис. 2.59) [110] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. В общем случае сдвиговая прочность композиционных материалов снижается с повышением модуля упругости углеродных волокон (степени их графитизации). Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных (тип 2) углеродных волокон — открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных (тип 1) волокон — более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов, Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. При этом использовали два основных способа — повышение шероховатости поверхности волокон для обеспечения их лучшего механического сцепления с матрицей и создание химических связей между волокнами и матрицей (аналогично применению аппретов в стеклопластиках). Оба эти способа заключались в окислении поверхности углеродных волокон [c.122]

Предел прочности при растяжении современных коммерческих углеродных волокон с плотностью —1,8 г/см колеблется в зависимости от их сорта в интервале от 1380 до 3450 МН/м (141 — 352 кгс/мм ), хотя предел прочности волокон, полученных в лабораторных условиях —6,9 ГН/м (704 кгс/мм"- ). Эти з начения обусловливают чрезвычайно высокий уровень удельных механических характеристик углеродных волокон. Обзор механических свойств коммерческих углеродных волокон приведен в работах [31, 32, 83, 85]. Следует отметить, что, хотя углеродные волокна представляют собой поликристаллические тела, они характеризуются высокой степенью преимущественной ориентации пачек углеродных слоев, определяющей высокий уровень прочности и модуля упругости вдоль оси волокон и оказывающей влияние на плотность, теплофизические и электрофизические свойства. [c.341]

Пластичность и прочность полимеров можно резко изменять ориентацией полимерных цепей. Ориентацию производят горячей вытяжкой расплава с быстрым охлаждением, холодной вытяжкой или прокаткой. Разрушающее напряжение стеклообразных полимеров возрастает (часто очень резко) в направлении, параллельном оси ориентации, но уменьшается в перпендикулярном направлении [106—125]. Предел текучести Сту и модуль упругости Е изменяется аналогично однако степень возрастания oy и параллельно оси ориентации и уменьшения в перпендикулярном направлении несколько меньше, чем 0(,. [c.169]

Свойства волокнистых КМ в большой степени зависят от схемы армирования (рис. 14.24). Ввиду значительного различия в свойствах волокон и матрицы при одноосном армировании физическим и механическим свойствам КМ присуща анизотропия. При растяжении временное сопротивление и модуль упругости КМ достигают наибольших значений в направлении расположения волокон, наименьших — в поперечном направлении. Например, КМ с матрицей из технического алюминия АД1, упрочненный волокнами бора, в направлении волокон имеет ггв = 1000... 1200 МПа, а в поперечном направлении — всего 60 - 90 МПа. Анизотропия свойств не наблюдается при двухосном армировании с взаимно перпендикулярным расположением упрочняющих волокон (см. рис. 14.24). Однако по сравнению с одноосным армированием прочность вдоль оси волокон уменьшается почти в 3 раза — с 1000 до 350 МПа (рис. 14.25). Остаются низкими характеристики при сжатии и сдвиге. При растяжении материала вдоль волокон нагрузку в основном воспринимают высокопрочные волокна, а матрица служит средой для передачи усилий. Нагрузки, воспринимаемые волокнами (Рв) и матрицей Pm)i выражаются через возникающие в них напряжения а в и (Тм следующим образом [c.444]

Регулирование степени анизотропии и свойств материалов в плоскости армирования достигается перекрестным расположением армирующих слоев. При ортогональной схеме укладки слоев прочность Оу) и модуль упругости (Ех, Еу) пропорциональны объемному содержанию волокон в направлении армирования. [c.589]

Если скорость изнашивания пропорциональна длине относительного пути, то в формуле (3.88) п = , причем Ki = К- Если принять что скорость изнашивания пропорциональна мощности сил трения, которые в свою очередь пропорциональны номинальному давлению q, то т = п = 1. Полагают [75, что близкие условия выполнены при изнашивании направляющих, в которых происходит возвратнопоступательное движение трущихся пар. При контактной усталости показатель т в формуле (3.88) можно выразить через соответствующий показатель кривой усталости (см. пример 3.7). Считают, что пределы изменения этого показателя в общем случае m = 1. .. 3. При высокой шероховатости, например, в процессе приработки, показатель степени у скорости может оказаться больше единицы и т. д. В литературе [44] можно найти также соотношения типа (3.87) и (3.88), в правые части которых входят параметры шероховатости, пределы текучести и модули упругости материалов, коэффициент трения в сопряжении и т. п. Эти формулы основаны на соображениях размерности и модельных представлениях о процессе изнашивания и поз- [c.103]

Известно, что значения физико-механических характеристик полимерных материалов, в том числе и модуля упругости, в значительной степени зависят от времени действия нагрузки, ско- [c.115]

Упрочнением, иногда наклепом, называют повышение сопротивления пластической деформации с увеличением степени деформации. Свойства, характеризующие это повышение, аналогично модулям упругости, называют модулями пластичности или модулями упрочнения, или коэффициентами упрочнения, они имеют ту же размерность, что и модули упругости. [c.117]

Механические свойства Неметаллических материалов в значительно большей степени, чем у металлов, зависят как от температуры, так и от величины и продолжительности действия прикладываемой нагрузки. Например, у пластмасс, подвергаемых постоянному растягивающему напряж ению, удлинение, а следовательно, и модуль упругости являются функциями времени. Показатели механических характеристик в значительной степени зависят и от скорости нагружения, что заставляет проводить применительно к такого рода материалам испытания в условиях кратковременного и длительного нагружения. [c.47]

В табл. 2.2—2.4 приведены средние значения упругих и релаксационных параметров, определенные по результатам экспериментов и использованные при расчете теоретических диаграмм растяжения. Анализ параметров, приведенных в табл. 2.2—2.4, показывает, что не только упругие, но и релаксационные характеристики исследованных полимеров зависят от плотности (степени кристалличности). С увеличением степени кристалличности модуль упругости эф и релаксационные параметры Я и т [c.65]

Временное сопротивление при растяжении Св и модуль упругости Е обрабатываемого материала в значительной степени влияют на размеры в диаметральном направлении выглаживающих зубьев. [c.66]

Как известно, свойства деталей из полимерных материалов зависят от температуры нагрева и охлаждения и от их продолжительности при изготовлении деталей. Поэтому хрупкость данных труб связана с технологией их изготовления. При выходе ленты из экструдера нее натяжении при намотке на оправку (с охлаждением на воздухе) наблюдаются окислительные процессы и повышенная ориентация материала с большой степенью кристалличности (до 92%) и модулем упругости. При этом степень кристалличности по толщине материала стенки неодинакова. В средних слоях стенки степень кристалличности больше, чем в наружных. [c.32]

Ниже приводятся данные о степени снижения модуля упругости чугуна разного вида, эмали, технического железа и стали для интервала 20—500° С, % [c.165]

Изменение предела прочности углеродных материалов в зависимости от температуры их обработки, т. е. по мере повышения стецени упорядочения их кристаллической структуры так же как и модуля упругости, немонотонно. В интервале температуры 2100—2300° С наблюдается экстремум. БылО показано [60, с. 152], что для материалов, обработанных при темлературе >2300° С, усилие разрушения при сжатии а прямо пропорционально определенному . методами рентгеновской дифракции диаметру кристаллитов La в степени —1/2. Иными словами, разрушение графита объяснялось, в соответствии с теорией Гриффитса — Орована, спонтанным распространением трещин но кристаллиту. Справедливо соотношение [c.56]

При волочении с большими степенями обжатия (более 90%) в спларе 40КНХМВТЮ создается в направлении волочения преимущественная кристаллографическая ориентировка [111] и слабо выраженная 100]. Образование такой текстуры дает увеличение предела и модуля упругости сплава в направлении волочения до 23 ООО—24 ООО кГ/мм . Иа рис. 9 показаны зависимости предела упругости сплава 40КНХМВТЮ от степени деформации и температуры отпуска. [c.286]

Модуль упругости при растяжении углеродных волокон можно вычислить [20], исходя из оценки модуля упругости при растяжении кристаллов графита в направлении атомных плоскостей с учетом степени ориентации атомных плоскостей углеродных волокон, которую определяют методом рентгеноструктурного анализа. -По мере увеличения степени ориентации атомных плоскостей возрастает соответственно и модуль упругости углеродных волокон. Теоретическое значение модуля упругости при растяжении кристаллов графита в направлении атомных плоскостей составляет 1020 ГПа [21], а экспериментально определенный модуль упругости волокна марки THORNELP-ШО равен 690 ГПа, т. е. составляет 68% теоретического значения. При одной и той же температуре прогрева углеродные волокна на основе жидкокристаллических пеков имеют больший модуль упругости при растяжении, чем волокна на основе ПАН. [c.41]

Для формования многослойных изделий из препрегов широко используют метод горячего прессования, получение труб методом намотки, автоклавное формование и др. В настоящее время выпускаются препреги самых различных марок, отличающиеся рецептурой связующего, типом углеродных волокон, содержанием волокон в препреге, его толщиной и размерами и т. д. Например, в зависимости от заданных условий формования изделий можно использовать связующие, отверждающиеся при повышенной или комнатной температуре. Свойства конечного изделия, как указывалось в разд. 3. 1. 1, в большой степени зависят от теплостойкости, ударной вязкости, водостойкости и многих других свойств матрицы. Различные типы углеродных волокон отличаются друг от друга прежде всего прочностью и модулем упругости. [c.67]

Резюмируя, отметим, что композиционные материалы с металлической матрицей требуют разработки усложненной технологии с цепью реализации преимуществ, которые они могут дать в инженерных конструкциях. При разработке этих композиционных материалов следует тщательно рассмотреть проблемы химической и механической совместимости двух фаз. Вследствие высоких прочности и модуля упругости матрицы взаимодействие между матрицей и упрочняющим компонентом происходит в большей степени, чем в случае композиционных материалов с матрицей из смолы. Кроме того, многие из свойств металлических сплавов, полезных для инженерных конструкций, позвол 1ют использовать указанные сплавы в качестве матрицы композиционных конструкционных материалов. [c.18]

Прочность слоистых конструкционных композиционных материалов ограничена до некоторой степени более низкой прочностью упрочняюпщх слоев (фольг) по сравнению с волокнами. К тому же низкая величина деформации при разрушении хрупкой упрочняющей фазы ограничивает удлинение и пластичность композиционного материала во всех направлениях в плоскости армирования. Однако прочность и модуль упругости армирующей фазы реализуются по всем направлениям плоскости, что дает значительные преимущества по сравнению с однонаправленным армированием волокнами. [c.21]

Согласно этим формулам термостойкость стекол повышается при увеличении сопротивления на растяжение и при уменьшении коэфициента расширения стекла и модуля упругости. Что касается самой эмали, то о ее термостойкости также можно судить по приведенной формуле. С уменьшением коэфициента расширения увеличится и термостойкость эмали. Однако если коэфициент расширения змали будет значительно меньше, чем у металла, то неизбежно отскакивание эмали. Термостойкость эмалевого слоя в значительной степени зависит от силы сцепления его с металлической основой и от упругости грунта. Эмалевый слой, нанесенный мокрым способом, обладает большей термостойкостью, чем эмаль, нанесенная сухим способом. Термостойкость резко повышается с уменьшением толщины эмалевого слоя. [c.84]

В этом соотношении А — коэффициент, зависящий от радиусов кривизны сопр-и-касрюш,ихся тел, распределения нагрузки между телами качения, коэффициента Пуассона и модуля упругости материала деталей подшипника Ь — знаменатель показателя степени ф = 3 — для шарикоподшипников, 6=2 — для роликоподшипников). [c.149]

Таким образом, природу эффективного действия добавки магния, одновременно повышающей прочность, относительное удлинение и модуль упругости, следует объяснять не только непосредственным упрочнением ад1-фазы, но и в весьма значительной мере, происходящим при этом уменьшением степени разнородности свойств структурных составляющих сплавов. Из этого вытекает и другой интересный вывод при сравнении двойных и тройных сплавов, а именно менее пластичная упрочненная аАгфаза оказывает более сильное пластифицирующее влияние на материал, чем более пластичная неупрочненная адгфаза. [c.235]

В табл. 35 приведены вышеперечисленные величины и показатели для наиболее распространенных поршневых материалов. Для удобства сравнений все величины даны при нормальной температуре (20° С). С повышением температуры модуль упругости всех материалов снижается [58], [60], [61] в различной степени. Так, модуль упругости у серого чугуна СЧ-ХНММ снижается с 1,4 10 кгс/см при / = 20° С до 1,2 10 при I = 500° С, у стали 2X13 — с 2,2 10 до 1,85 10 и у сплава АК-4 — с 0,7 10 до 0,5 10 кгс/см (при повышении температуры до 300° С). Коэффициент линейного расширения увеличивается с повышением температуры для всех материалов. Так, в диапазоне температур 20—400° С для чугуна СЧ-ХНММ этот коэф--фициент возрастает с 8,9 до 14,5 10 на Г С. Изменение коэффициентов теплопроводности основных поршневых материалов приведено в табл. 36. Из таблицы видно, что у одних материалов теплопроводность с повышением температуры снижается (серые чугуны), у других повышается (алюминиевые сплавы). [c.188]

Вообще зависимость термостойкости от зернового состава многозначна, в связи с чем при оценке влияния его на термостойкость всегда необходимо учитывать степень и характер спекания. Рядом исследований установлено, что термостойкость изделий, полученных из монофракционных шихт при контактном спекании, выше, чем из полифракционных. Известны и противоположные результаты. Повышение дисперсности связки в зернистых материалах, полученных из плавленых окислов, как правило, снижает высокотемпературную механическую прочность изделий. Каркас зерен, образованный через промежуточную тонкодисперсную связку, характеризуется эластичной структурой с непрочными межчастичными связями, что снижает т. к. л. р. и модуль упругости, но как следствие обусловливает более высокую термостойкость изделий в сравнении с аналогичными изделиями, каркас зерен в которых образован без промежуточных по размеру частиц. [c.155]

На рис. 1.2 схематично изображена температурная зависимость модуля упругости и показателя механических потерь аморфного полимера. Степень снижения модуля упругости или значение максимума механических потерь характеризует интенсивность перехода. В области температуры стеклования модуль упругости изменяется на несколько десятичных порядков, в области вторичных переходов изменения модуля выражены значительно слабее. Ниже температуры стеклования один из вторичных переходов по интенс свности значи- [c.18]

Оптимальная степень наполнения стеклянным волокном для большинства термопластов составляет 25—30 вес.%. При степени наполнения более 30 вес. % вязкость расплава полимера резко возрастает, волокно измельчается в процессе формования изделий, тонкая пленка полимера не выдерживает напряжений, обусловленных различием в термоупругих свойствах матрицы и наполнителя. Все это приводит к ухудшению свойств наполйенного пластика. Исключением являются лишь полиамиды, что можно объяснить сравнительно низким их молекулярным весом, а, следовательно, и низкой вязкостью расплава, благоприятной для равномерного распределения валокон по объему термопласта без их разрушения. В полиамидах, наполненных стеклянным волокном, монотонно увеличиваются показатели прочности (в 3 раза) и модуль упругости (почти в 8 раз) вплоть до степени наполнения 50 вес. %. Показатели свойств стеклонаполпенных термопластов с различной степенью наполнения приведены в таблице У.2 и на рис. V. —У.4 [1, с. 414 2-8]. [c.189]

Температурные зависимости прочности и модуля упругости при растяжении, а также модуля сдвига при кручении стеклонаполненных полиамидов от степени наполнения представлены на( рис. У.Ю—У. 12. С увеличением степени наполнения полиамидов при всех исследованных температурах происходит повышение прочности и жесткости. Полученные данные позволили сделать вывод о возможности кратковременной эксплуатации стеклонаполненного полиамида при температурах до 200 °С [24]. Однако при одновременном действии напряжений растяжения и столь высоких температур интенсивно развиваются термодеструкционные процессы, ограничивающие область использования таких материалов температурой [c.197]

В работе [13] на примере полиамида, наполненного стеклянным волокном (33 вес.%) при соотношении Ц(1 = 100, показано, как влияют различные аппреты (винилтриметоксиэтоксисилан, у-этилен-диаминопропилтриметоксисилан и др.) на физико-механические свойства композиции. Показано, что варьируя тип волокна и аппрета, можно существенно повысить прочность и модуль упругости композиции [11, 13]. Наиболее эффективен в случав полиамидов аппрет, содержащий аминогруппы, в частности аминосилан. Применение высокоэффективных аппретов позволяет снизить степень наполнения (или длину волокон), сохраняя при этом достигнутый уровень фи-зико-механических свойств. [c.201]

Результаты испытаний по разработанной методике показали, что воздействие вислоты значительно изменяет первоначальное значение призменной прсчности и модуля упругости, причем степень изменения зтих важнейших характеристик зависит от концентрации растворов кислоты. [c.209]

В диаграмме Колло и номограмме Кола отражена зависимость предела прочности при растяжении, твердости и модуля упругости от степени эвтектичности чугуна. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...