Среда композитная

Во-вторых, указанные допущения позволяют описывать макроскопические процессы в гетерогенной смеси (распространение в них волн, взрывов, пламени течения смесей в каналах и различных устройствах обтекание тел гетерогенной смесью деформации насыщенного жидкостью пористого тела, или композитного образца), как и в однофазной или гомогенной в рамках представлений сплошной среды с помощью совокупности нескольких (по числу фаз) взаимопроникающих и взаимодействующих континуумов, заполняющих один и тот же объем (область движения). При этом в каждом континууме определены свои макроскопические параметры, присущие каждой фазе (скорость, плотность, давление, температура и т. д.). Результаты исследования микропроцессов при этом будут отражаться в континуальных уравнениях с помощью некоторых осредненных параметров, отражающих, в частности, взаимодействие фаз. Построению таких уравнений и посвящены гл. 1—4. [c.13]

Механика разрушения как наука о равновесии и распространении трещин в деформируемых телах бурно развивается под влиянием все более глубокого проникновения в ее арсеналы численных методов решения задач механики, с одной стропы, и привлечения результатов, полученных в физике твердого тела,— с другой. Здесь актуальными являются проблемы зарождения и развития усталостных трещин, долговечность конструкций в агрессивных средах, распространение трещин в композитных материалах и др. [c.389]

Второе допущение позволяет описывать макроскопические процессы в гетерогенной смеси (распространение в них волн, течение смесей в каналах, обтекание смесями тел, деформацию пористого тела, поликристаллического или композитного образца) методами механики сплошной среды с помощью осредненных или макроскопических параметров. [c.17]

Пусть нам необходимо изготовить композитную оболочку, которая будет работать при повышенной температуре в щелочной среде. Тогда мы изготавливаем каркас из углеродистой стали, обматываем его армирующей вольфрамовой проволокой диаметром 0.1 мм и формируем связующий диффузионный слой на основе никеля (температура насыщения 1100° С, время насыщения 6 ч, в жидком свинце находится 2 вес.% никеля). [c.57]

После почти десятилетнего периода поисков и исследований современные композитные материалы получили широкое распространение во многих отраслях современной техники — от космической до производства изделий массового потребления. Высокие удельные характеристики жесткости и прочности и особенности технологии переработки, позволяющие создавать материалы с заданной ориентацией свойств, выдвинули композиты на первый план среди современных конструкционных материалов. Естественно, в связи с развитием и внедрением новых конструкционных материалов возникла необходимость научиться оценивать их прочностные свойства при различных видах нагружения. Не менее важно знать, как технологические (поверхностные дефекты, нарушения адгезионной связи между слоями) и конструкционные (болтовые, заклепочные, клеевые соединения, закладные детали из других материалов) несовершенства изменяют механизм разрушения композитов. В то же время многочисленные попытки анализа и интерпретации имеющихся экспериментальных данных пока еще не привели к исчерпывающему пониманию явления разрушения в композитах. [c.34]

На первом этапе поликристаллический материал с микродефектами моделируется при помощи некоторой сплошной, но регулярно неоднородной среды, например i), при помош,и однородной упругой изотропной среды со сферическими анизотропными включениями. Таким образом, модель первого этапа —это композитный материал. Далее выделяется так называемый характерный объем ). Это минимальный объем, содержаш,ий такое число включений, которое позволяет считать, что тело в рассматриваемом объеме макроскопически однородно. Последнее понятие трактуется так. Если на поверхности макроскопически однородного тела в рассматриваемом объеме задать нагрузки, которые в абсолютно однородном теле вызвали бы однородное напряженное состояние, то длина волны флуктуаций полей тензоров напряжений и деформаций должна быть пренебрежимо мала по сравнению с линейными размерами тела, имеющего обсуждаемый объем. [c.594]

На втором этапе построения модели тела композитный материал заменяют сплошной однородной средой, -характеризуемой так называемыми эффективными упругими свойствами. [c.594]

Определение эффективных упругих свойств композитных материалов. Эффективными упругими свойствами однородной модели композитной среды называют такие свойства, при которых эта однородная среда в определенном смысле, в среднем, эквивалентна композитной. [c.594]

Необходимость в определении эффективных упругих свойств композитных материалов возникла в связи с тем, что появилось большое число таких материалов, используемых в технике. В нашем же случае такое определение оказалось нужным, так как композитная среда использована на первом этапе построения модели поликристаллического тела с дефектами. [c.594]

При сварке аустенитных сталей толщиной более 14...16 мм устойчивость против трещин достигается легированием швов Мп, Мо, Ni и исключением из них Ti, Nb и А1. Можно использовать многослойные композитные швы обращенную в сторону агрессивной среды часть шва выполнять материалами, обеспечивающими химический состав металла шва, более близкий к свариваемому металлу. [c.186]

Для сварки композитных материалов применяются лучевые способы (электронно-лучевая и лазерная сварка) и дуговая сварка плавящимся и неплавящимся электродом в среде аргона или гелия. Основные трудности сварки этих материалов связаны с различными теплофизическими свойствами наполнителя и матрицы. При воздействии источника тепла в большинстве случаев в первую очередь плавится металл матрицы, как имеющий более низкую Рис. 15.2. Схема образования температуру плавления. Наполнитель мо-сварного соединения ет расплавиться частично (рис. 15.2). [c.548]

Композитными пластинами и оболочками называют плоские или искривленные тонкостенные элементы, образованные из слоев, среди которых могут быть анизотропные слои из армированных композиционных материалов, изотропные слои из металла и термопласта, слои легкого заполнителя из сот или пенопласта, эластичные прослойки из резины и других материалов. Широкое применение таких элементов в машиностроении определяется возможностью создавать конструкции с заданным комплексом свойств механическими. теплофизическими и другими характерис- [c.223]

Повышение конструкционной прочности технических систем и сооружений предполагает высокий уровень прочностных показателей не только отдельно взятого материала, но и всей совокупности материалов, используемых в изделии. Основными становятся характеристики материала в составе конструкции, обеспечивающие оптимальные показатели прочности и ресурса. Например, при создании напряженных конструкций и аппаратов химических производств, работающих в различных агрессивных средах при высоких рабочих давлениях с высоким тепломассообменом, применяются так называемые композитные конструкции, использующие сочетания высокопрочных сталей с другими металлическими материалами. При разработке подобных конструкций и их изготовлении ключевыми являются проблемы выбора материалов, учет различия их свойств и структуры, а также условия изготовления самой конструкции (режимы термической обработки (ТО), сварки и т.п.). Различия свойств используемых материалов в процессе изготовления при совместной ТО могут привести к возникновению термических напряжений, снижению конструкционной прочности, изменению размеров конструкций, а также структуры и коррозионной стойкости отдельных материалов. [c.159]

Анализ термомеханического подобия явлений в элементах композитных конструкций. При определении структуры критериев термомеханического подобия явлений в элементах композитных конструкций будем предполагать, что свойства компонентов, образующих композит, удовлетворяют условию монолитности [103], а сам композит является анизотропной и однородной сплошной средой. Условие однородности может быть принято в связи с тем, что поперечные размеры наполнителя, обусловливающего неоднородность, пренебрежимо малы по сравнению с геометрическими размерами элемента конструкции. [c.21]

Для анализа напряжений в композитных плитах обычно применяется макроскопический подход, в котором считается, что каждый слой, состоящий из волокон и матрицы, представляет собой однородную среду, идеально связанную с примыкающими слоями. Делается также важное предположение о том, что упругая среда анизотропна это предположение основано на том факте, [c.418]

Развиты методы редукции статистической краевой задачи теории упругости для структурно — неоднородной композитной среды к решению уравнений в моментных функциях. Различные варианты метода моментных функций рассмотрены в работах [35 — 37]. [c.20]

В п. 5.4.1 рассматриваются композиты, образованные сферическими и пластинчатыми частицами. Главными представителями пористых случайно — неоднородных композитных сред со сферическими частицами являются полимербетоны, некоторые виды керамик [53], пористых материалов на основе металлических порошков [148]. [c.191]

Среди композитных кон1стру КЦ,ий важное место занимают конструкции 1В виде массивных тел из полимера цилиндрической, конической, шарообразной или иной формы , заключенных для повыше- [c.27]

Представление об однородности среды необходимо для механической теории, хотя некоторые ограничения в этом нанравле-нии могут быть сняты. Представим себе, например, пластинку из биметалла медь сварена со сталью, на одной стороне свойства одни, на другой — другие. Такого рода задачи, когда свойства меняются внезапно и остаются постоянными в довольно больших объемах, принципиальных трудностей не представляют. Свойства материала могут меняться по объему и непрерывным образом. Простейший пример представляет собою неравномерно нагретое тело. Свойства материала зависят от температуры, которая распределена по объему непрерывным образом (или с конечным числом разрывов). Существенно неоднородны так называемые композитные материалы, например полимерная смола, перемешанная с рубленым стеклянным волокном. Но в механике такого рода неоднородная среда заменяется эквивалентной однородной. [c.22]

По электрическим характеристикам материала, полученным расчетным или экспериментальным путем, могут быть определены другие характеристики состава и структуры материала, из которых в первую очередь представляет интерес определение содержания компонентов гетерогенной среды, в частности коэффициент армирования композитных материалов. Параметры таких гетерогенных систем вычисляют с помощью формул, определяющих средние значения диэлектрической проницаемости через диэлектрические проницаемости компонентов и их объемную или массовую концентрацию (табл. 3). Эти формулы могут быть использованы и для обратной задачи — определения характерис1ик состава материала, например коэффициента армирования, пористости, влажности по диэлектрической проницаемости всей композиции и отдельных ее компонентов, а также для определения диэлектрической проницаемости одного из компонентов, если известны остальные параметры. Для более удобного и оперативного получения результатов контроля могут быть составлены номограммы. На рис. 9 приведены номограммы, предназначенные для определения объемного содержания сферических включений (алгоритм нахождения этого параметра — слева) и диэлектрической проницаемости включений (алгоритм справа). При [c.172]

Описан метод получения композитной оболочки на стальном каркасе путем намотки вольфрамовой или молибденовой проволоки с последующим насыщением тугоплавкими металлами, такими как вольфрам, молибден, никель, из жидкой фазы транспортирующего легкоплавкого металла. Полученные композитные оболочки способны работать при повышенных температурах в агрессивных средах. Лит. — в назв., ил. — 3. [c.260]

Как упрочнитель для высокотемпературных композитов усы сапфира обладают рядом преимуществ, в частности, химической инертностью в окислительной среде, высокими модулем упругости и сопротивлением ползучести. Однако для использования сапфира в этих композитах необходимо также, чтобы усы сапфира были химически совместимы с таким металлом, как никель, который может служить матрицей композита, работающего в нужном интервале температур. На самом же деле было обнаружено [12] сильное повреждение упрочнителя после термообработки в вакууме при 1373 К композита никель — 20% усов сапфира, в котором использовались усы, полученные фирмой Томсон — Хьюстон (СТН) и фирмой Термокинетические волокна (TFI). Поскольку этот материал предназначался для работы при 1373 К и выше, такой результат, казалось бы, свидетельствует об ограниченной применимости композита никель — усы сапфира. Однако, как будет видно из дальнейшего, кажущаяся несовместимость в указанной композитной системе при 1373 К обусловлена присутствием поверхностных и объемных примесей в усах после их выращивания. Будет показано, что соответствующей очисткой (Можно предотвратить разрушение усов при 1373 К и тем самым получить совместимую систему никель —усы сапфира. Таким образом, присутствие примеси в уирочнителе является важным фактором, оп- [c.388]

Это подтверждают результаты испытания модели, отлитой при погружении формы в ванну с водой, имеющей температуру 5—8 С (кривая 3 на рис. 3.6). При помещении формы в воду наибольшая температура в модели снижается до 75 С. Процесс тепловыделения протекает гораздо плавнее и заканчивается также через 4 ч после начала полимеризации. При просвечивании поперечного среза1 той же толщины, взятого из средней части этой модели, наблюдаемый остаточный оптический эффект оказался незначительным, всего около 0,1 полосы, что указывает на отсутствие в модели остаточных напряжений. Усадка материала при полимеризации на воздухе составила 1,5%, а при полимеризации в ванне с водой — только 0,2%. Таким образом, для исключения остаточных оптических эффектов процесс полимеризации объемных моделей следует проводить следующим образом. В начальный период полимеризации форму следует погружать в охлаждающую среду до окончания процесса тепловыделения (не менее чем на 4 ч). Дальнейшая полимеризация может быть проведена на воздухе, поскольку тепловыделение в этот момент незначительно. Этот режим и был принят в дальнейшем при изучении напряжений на объемных моделях. Таким образом, размеры изучаемых по методу полимеризации объемных моделей ограничиваются возможностями отвода теплоты в процессе полимеризации. Размеры моделей можно несколько увеличить, погружая форму в охлаждающую среду с более низкой температурой. Кроме того, можно выбрать материал с более низким тепловыделением. Например, по данным работы [121] тепловыделение снижается при увеличении содерлсания дибутилфталата. В последующих разделах приведены примеры исследования напряжений методом полимеризации по разработанной методике на плоских и объемных моделях различных композитных конструкций. [c.87]

Образование резинотехнических деталей основано на естественном (адге-знойном) соединении резины с металлом. Полученные композитные детали сочетают полезные свойства двух материалов. Металлическая основа обеспечивает необходимую прочность и жесткость изделия, а резиновая часть защищает металл от воздействия химически активных и абразивных сред, кавитации, эрозии и выполняет амортизирующие, антифрикционные и другие функции. В целях лучшего сцепления резины с металлом применяют различные прослойки например, сталь предварительно латунируют, покрывают эбонитом и другими адгезионными прослойками, имеющие повышенную адгезию к металлу и различным видам резины. [c.294]

Перспективность применения сварных соединений из сталей разных классов, условно иногда называемых композитными , определяется также и тем, что в большинстве деталей турбин распределение рабочих температур является неравномерным, причем, как правило, до температур, требующих использования аустенитных сталей, нагрета лишь относительно небольшая часть детали, непосредственно соприкасающаяся с рабочей средой. В настоящее время, в связи с широким использованием охлаждения основных элементов турбин, неравномерность распределения температур, а следовательно, и возможность применения сварных конструкций из разнородных сталей еще более возрастают. Необходимо также учитывать, что жаропрочные аусте-нитные стали обладают пониженной длительной пластичностью при температурах 500—600 (в завцсимости от марки стали), а при более низких температурах менее прочны, чем наиболее распространенные перлитные теплоустойчивые стали. Поэтому применение сварных конструкций из разнородных сталей приводит к более рациональному распределению материала в изделии и в ряде случаев — к повышению работоспособности последнего. [c.44]

П. т. используется для анализа напряжённо-деформированного состояния и времени работоспособности элементов конструкций, материал к-рых обладает свойствами ползучести и длит, прочности. Соотношения (1), (2) дополняют систему ур-ний равновесия и совместности до полной. В условиях ползучести при пост. внеш. воздействиях может со временем произойти потеря несущей способвостя отд. элементов конструкций и конструкции в целом. Это относится, в частности, к потере устойчивости элементов типа арок и оболочек, где возможна потеря устойчивости при нагрузках, существенно меньших, чем вызывающие мгновенную потерю устойчивости при нагружении. Важное значение имеют расчёты длит, прочности, когда возможно наступление мгновенного разрушения при длит, эксплуатации в условиях стационарного режима нагружения. П. т. позволяет найти оптиы. режимы ряда технол. процессов высокотемпературной обработки металлов, изготовления композитных материалов и оценить временные процессы при деформации грунтов, ледников и др. природных сред. [c.10]

Исследования структуры и свойств мартенситно-стареющих сталей (гл. 6) проводили с целью разработки оптимальных режимов термообработки композитных конструкций, обеспечивающих повышение прочности изделий. Это имеет важное практическое значение при создании конструкций, работающих в агрессивных средах, при высоких давлениях и теплообмене. Исследования характеристик трещино-стойкости волокнистого бороалюминиевого композита (гл. 8) были предопределены необходимостью оценки несущей способности элементов ферменных конструкций космических аппаратов с учетом влияния технологических и эксплуатационных дефектов. Интенсивное развитие нанотехнологий, использующих новый класс материалов — ультрадисперсные порошки химических соединений, привело к резкому увеличению числа работ по их практическому применению для повышения качества металлоизделий. Результаты 20-летних исследований в этом направлении представлены в гл. 9. Широкие перспективы использования керамических материалов, в частности конструкционной керамики на основе оксида алюминия, а также проведенные исследования обозначили ряд проблем при изготовлении изделий — недостаточная эксплуатационная надежность, хрупкость, сложность формирования бездефектной структуры. Отсюда возникли задачи исследования трещиностойкости керамики в связи с влиянием структуры, свойств и технологии ее получения (гл. 10). [c.9]

Если все армирующие элементы расположены параллельно друг другу, то принято считать, что композитная среда имеет однонаправленную (волокнистую) структуру если армирующие элементы расположены под некоторым углом друг к другу в нескольких параллельных пло- [c.16]

Современная инженерная практика приводит к необходимости решения проблем, обусловленных использованием материалов и сред со сложными физически неоднородными свойствами. Так, производство композитных материалов связано с технологическими процессами получения материалов с прогнозируемыми свойствами, определения оптимальных режимов их изготовления и условий последуюш,ей зксплуатации. Решение зтих задач требует развития строгой количественной теории процессов структурооб-разования и методов описания физико —механических свойств материалов. [c.13]

Внутренняя структура композитных материалов, особенно природного происхождения, отличается, как правило, сложным иерархическим строением. Структура по — лидисперсных композитных сред представляет собой сложный статистический ансамбль макро— и микроэлементов, различных по своим физико-химическим свойствам, гранулометрическому составу, разнообразных по форме, распределенных в объеме некоторого континуума и взаимодействующих между собой. Данному понятию соответствует структура не только твердых композитов, но и концентрированных дисперсных систем. При этом многие исследователи считают, что особо важную роль в формировании интегральных свойств композитов играет их геометрическое строение, поскольку именно оно определяет в конечном итоге скорость процессов структурооб-разования, характер протекания тепло— и массопереноса, упругопрочностные и проводящие свойства композитов. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...