Усталостная прочность волокнистых композиций

Разрушение при циклическом нагружении волокнистых композиций чрезвычайно сложно и мало изучено. Усталостное разрушение таких композиций обычно начинается с образования трещин в матрице или разрушения связи полимер — волокно. Выносливость резко уменьшается с повышением амплитуды напряжения. Пластичная матрица повышает выносливость по сравнению с хрупкой. С увеличением отношения длины волокон к диаметру вплоть до 200 выносливость возрастает [76]. Тепловыделения при циклических нагрузках снижают выносливость, особенно при высоких частотах [79—80]. Механические потери в композициях особенно велики вблизи границы раздела фаз, рассеяние тепла затруднено, что приводит к быстрому нарастанию температуры и катастрофической потере жесткости и прочности. [c.277]

Усталостная прочность 203—206 волокнистых композиций 277, 278 Усталостное разрущение 205 Устойчивость к царапанию 212, 213 [c.310]

Усталостная прочность волокнистых композитов — это свойство композиции, зависящее от комбинации свойств компонентов и поверхности раздела между ними. В результате этого композиционные материалы могут быть сконструированы для работы в условиях циклических нагрузок, во-первых, за счет выбора волокон и матрицы, имеющих подходящие свойства, и, во-вторых, за счет конструирования и контроля металлургической структуры поверхностей раздела. Последние данные указывают на то, что усталостную прочность современных бороалюминиевых композитов, например, можно существенно улучшить за счет контроля микроструктур поверхностей раздела. [c.437]

Подводя итог рассмотрению роли химического взаимодействия между волокнами и матрицей в поведении композиций под нагрузкой, следует еще раз подчеркнуть, что для получения композиций с оптимальным комплексом механических свойств следует допустить некоторую степень химического взаимодействия. Состояние поверхности раздела, прочность связи между компонентами непосредственно влияют на прочность в поперечном направлении, вязкость разрушения, усталостные свойства и прочность при сжатии. Прочность связи несущественно влияет на прочность в продольном направлении и длительную прочность одноосноармиро-ванных волокнистых композиций. [c.89]

Применение углеродных, стеклянных, арамидных и борных волокон, содержащихся в материале в количестве 50-70%, позволило создать композиции (табл. 1.1) с удельной прочностью и удельным модулем упругости в 2-5 раз большими, чем у обычных конструкционных материалов и сплавов Кроме того, волокнистые композиты превосходят металлы и сплавы по усталостной прочности, термостойкости, вибро-устойчивости, пп-мопоглощению, ударной вязкости и др тим свойствам. [c.14]

Механические свойства матрицы являются определяющими для свойств композиций при сдвиге, сжатии и нагружении нормальными напряжениями в направлениях, отличных от ориентации волокон, а также в сопротивлении композиций усталостному разрушению. С ростом механических характеристик матриц пропорционально увеличиваются характеристики механических свойств композиций при сдвиге и сжатии. В волокнистых композиционных материалах усталостное разрушение начинается с матрицы при достижении в ней определенного напряжения. Гетерогенная структура материала, различие в уровнях напряженности волокон и матрицы, а также наличие поверхностей раздела затрудняют процесс зарождения и роста трещин в направлении, перпендикулярном к направлению армирования, и образование мятигтряльной трещины, приводящей к разрушению. Поэтому у композиционных материалов более высокое сопротивление y iajio itiOHy разрушению, чем у традиционных материалов. Так, например, отношение усталостной прочности (на базе 10 циклов) к пределу прочности у стандартных алюминиевых и магниевых сплавов составляет 0,2— 0,3, а у бор алюминиевой композиции ВКА-1—0,7—0,75, т. е. в 3—4 раза больше. [c.586]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...