Волокно прочность разрывная

До сих пор мы рассматривали длительную прочность и ползучесть композитов, армированных непрерывными волокнами. Однако не все высокопрочные волокна поставляются в виде непрерывных нитей, и если их все же нужно использовать, то в разорванном виде. Кроме того, непрерывные волокна могут быть разорваны или в процессе изготовления композитов, или при нагружении из-за различий в значениях прочности. Места соединений и отверстия нарушают непрерывность волокон в композите, приводя также к появлению разрывных волокон. В случае композитов, армированных разрывными волокнами, прочность последних реализуется посредством передачи нагрузки от одного волокна к другому сдвигом матрицы, при условии что волокна достаточно длинны. Вопрос о том, какой длины должны быть волокна, чтобы их прочность реализовалась под нагрузкой, был предметом исследований работы [27]. [c.309]

Полимерная матрица следует закону Гука почти до момента разрушения, незначительные отклонения от закона упругости могут не приниматься во внимание. Как правило, удлинение матрицы при разрыве в несколько раз больше, чем удлинение волокна, поэтому качественная картина поведения такого композита в известной мере напоминает поведение композита с металлической матрицей при малом объемном содержании волокна возможно его дробление. Однако малая прочность матрицы по отношению к касательным напряжениям и довольно слабая связь между волокном и матрицей вносят свою специфику. В композите органическое волокно — эпоксидная смола, наоборот, разрывное удлинение смолы меньше, чем удлинение волокна. Ввиду малой прочности матрицы происходит ее дробление на мелкие частички, которые легко отваливаются, обнажая пучки волокон, которые уже относительно легко обрываются. [c.703]

Полиамидные волокна обладают высокой морозостойкостью. Испытания показывают, что при —50° С их разрывная прочность несколько-увеличивается при сохранении эластичности. Очень существенной характеристикой полиамидных волокон является хорошая устойчивость их против воздействия микроорганизмов. [c.129]

Если волокна хрупкие и обладают разбросом по прочности, или если они разрывны, то механические свойства связующего становятся важными и их определение существенно для построения моделей разрушения композиционных материалов. В свете этих замечаний здесь будут обсуждены некоторые механические свойства трех типичных связующих. [c.280]

В условиях длительной прочности для каждого приложенного уровня нагрузки образцы также разрушались одним из этих двух способов в зависимости от соотношения между длительностью нагружения и значением // , как показано на рис. 35. Такие же результаты были получены при 649 °С. Оказывается, что критическое значение lJd в проведенном исследовании увеличивается со временем, а также и с температурой. Таким образом, для того чтобы можно было предсказать долговечность и форму разрушения композитов, армированных разрывными волокнами, в условиях длительной прочности, необходимо построить трех- [c.313]

В предыдущем обсуждении допускалось, что армирующие волокна в композите обладают четко определенным однозначным разрывным напряжением. Хотя это допущение и может служить хорошим приближением в случае армирования металлами, оно несправедливо для хрупких или любых других волокон, обнаруживающих, как правило, зависимость прочности от длины. В последнем случае прочность композита необходимо оценивать статистическими методами. (Это рассмотрено более детально в гл. 4, написанной Аргоном.) [c.453]

Если рассмотреть композит, армированный волокнами постоянной прочности, но имеющими дефекты, снижающие прочность до о и удаленные друг от друга на расстояние с1, можно выделить два варианта в зависимости от того, будет в, меньше или больше 2у, данного уравнением (34). В первом случае волокна всегда будут рваться в слабых точках, и разрушающее напряжение волокон, измеренное в плоскости разрушения матрицы, будет лежать в пределах между о и а -Ь (2т/г) ( /2), откуда среднее разрывное напряжение волокон равно [c.470]

Величина определялась экспериментально по методике определения прочности при растяжении плоских разрывных образцов и на том же оборудовании. Для каждого образца, содержащего 250 волокон диаметром 140 мкм, волокна отбирались с десяти произвольно выбранных шпуль. Концы пучков волокон закреплялись смолой для облегчения проведения испытаний, рабочая же часть оставаясь обнаженной. [c.108]

Разрывная Углеродное волокно с никелевым покрытием Толщина Углеродное волокно без покрытия Содержа- ние Прочность вОлокна при отсутствии разрывов покрытия Од, кгс/мм [c.210]

Диаметр волокна, мкм Плотность, г/смЗ Модуль Юнга, гН/м2 разрывная прочность, МН/М2 [c.109]

В этих уравнениях у — поверхностная энергия разрушения, т. е. энергия, затрачиваемая на образование единицы новой поверхности 01,2—разрывная прочность волокон L—длина волокон Ькр— критическая длина волокон, определяемая по уравнению (8.18) Ьд — длина участка волокна, по которому происходит разрушение адгезионной связи. Если выдергивание волокон является основным механизмом затрат энергии, наибольшая ударная прочность должна быть при Ь = кр- Разрушение связи волокно—матрица из-за плохой адгезии делает композиции менее чувствительными к надрезам и трещинам [89]. Таким образом, факторы, которые обусловливают увеличение ударной прочности волокнистых композиций, такие, как облегчение выдергивания волокон из матрицы и разрушения связи между ними, являются в то же время причинами снижения разрывной прочности при малых скоростях нагружения. [c.280]

К.Ч-, разрывное удлинение соответственно 25—20% и 40—35%. Прочность в мокром состоянии практически не отличается от прочности в сухом. X. легко деформируется под действием небольших нагрузок в области удлинений 5—10%. Устойчивость X. к действию многократных деформаций, в частности к двойному изгибу, примерно в 10 раз выше, чем вискозного, и в 20 раз, чем ацетатного волокна. [c.412]

Нагрев полиамидных волокон в бескислородной среде до 200° С в течение трех часов не изменяет существенно разрывной прочности волокна, разрушение его начинается при нагреве выше 200°. [c.187]

Полиамидные волокна обладают высокой морозостойкостью. При минус 50° С их разрывная прочность несколько увеличивается при сохранении эластичности. Очень существенной характеристикой полиамидных волокон яв- [c.187]

Ацетатное волокно изготовляют из раствора 20—25% ацетилцеллюлозы в ацетоне вязкостью 100—150 Па с. После фильеры струйки раствора поступают в обогреваемую шахту высотой 5—7 м, где испаряется ацетон и производится формовка и вытяжка волокна. Полученное волокно подвергают крутке и перемотке. Оно обладает прочностью 140—160 и 100 МПа соответственно в сухом и мокром состояниях при разрывном удлинении до 35%. Волокно имеет хорошие электроизоляционные свойства, светостойко, стойко к плесени, но нестойко к действию разбавленных кислот и щелочей. [c.400]

Разрывная длина как измеритель прочности пряжи более объективно заменяет прочность, поскольку при разрыве пряжи, кроме сил сопротивления каждого отдельного волокна, действуют также силы трения и сцепления между волокнами. Эти силы зависят не от прочности волокна, а от характера поверхности и расположения волокна в поперечном сечении пряжи, а также от величины напряжения в волокнах. [c.50]

Волокно Разрывная прочность, кгс/м м3 Удлинение при разрыве. П.ют- ность, г/см=> к изгибам, число изгибов к истиранию, количество циклов [c.22]

Что касается предсказания прочности композита по данным о прочности его компонент, результаты многочисленных работ разных авторов привели пока к результатам в общем негативным. Теория пучка, изложенная в 20.4, даст лишь материал для ориентировочных суждений, уточнение этой теории требует исчерпывающей статистической информации не только о прочности моноволокон, но и о распределении модуля упругости. Распределение Вейсбулла не описывает достаточно точным о(эразом распределение прочности моноволокон, фактически распределение оказывается бимодальным, т. е. функция имеет два максимума. Поэтому экстраполяция прочности на малые разрывные длины, основанная на распределении Вейсбулла, совершенно ненадежна. Определение неэффективной длины в большой мере условно. Поэтому здесь будут изложены лишь некоторые наполовину качественные соображения, принадлежащие Милейко и позволяющие объяснить наблюдаемое изменение прочности и характера разрушения композита в зависимости от объемного содержания волокна. В некоторых случаях эти соображения подсказывают меры, необходимые для улучшения свойств композита. [c.700]

Установлено, что после трехнедельного пребывания в почве, удобренной питательными веществами и содержащей большое количество анаэробных бактерий, полиамидные волокна почти не изменили своей разрывной прочности, в то время как хлопчатобумажные волокна полностью разрушались. [c.129]

При исследовании длительной прочности композитов, армированных разрывными волокнами, в которых нагрузка передается от одного волокна к другому посредством сдвига матрицы, соответствующая характеристика матрицы — ее длительная прочность при сдвиге. В работе [29] показано, что скорость ползучести композитов, содержащих разрывные волокна, по-видимому, зависит от скорости ползучести матрицы под действием сдвиговых напряжений, которые возникают вблизи границы волокно — матрица. На основе данных [29] в [27] осуществлено исследование долговечности меди, армированной разрывными вольфрамовыми волокнами. Часть исследования состояла в определении свойств длительной прочности при сдвиге меди ОРНС при 649 и 816 °С в вакууме 10" мм Hg). Образец меди, используемый в [27], показан на рис. И, а. [c.281]

В [27] исследована проблема определения свойств матрицы и установлено соответствие между длительной прочностью при сдвиге меди, испытанной независимо (рис. 11, а), и меди, испытанной в образцах на вытаскивание (рис. 11, б). Образцы на вытаскивание были сделаны так высверливали отверстие в вольфрамовой головке, соединяли с вольфрамовой проволокой диаметром в 0,010 дюйм и с медной ОГНС втулкой и проводили запрессовку при соответствующих условиях. Такие образцы на вытаскивание сконструированы для того, чтобы попытаться воспроизвести условия, возникающие вокруг одного волокна в композите с правильным порядком чередования разрывных волокон. Изменением диаметра высверленного отверстия могут быть воспроизведены условия различного объемного содержания волокна. Результаты приведены на рис. 12. Можно видеть, что при 649 °С соответствие хорошее, но его не наблюдается при 816 °С. Последнее есть ясное указание на возможные ошибки, которые могут появиться, если использовать результаты, полученные лишь на одной серии экспериментальных устройств, для предсказания поведения материала при ругих условиях. [c.282]

Позднее в [37] обнаружено очень хорошее соответствие с формулой Келли — Тайсона для стеклопластика. При этом было получено, что при длинных, но разрывных волокнах средняя прочность волокон больше /7 сту. По-видимому, заведомо слабая связь между волокнами и смолой в композитных системах типа стеклопластика делает возможным перераспределение напряжений в волокнах на большие расстояния вдоль волокон и, следовательно, в поперечном направлении не только на ближайшие соседние волокна. [c.459]

Пластмассы — наполненные полимерные материалы. Пластмассы по виду наполнителя подразделяются на газонаполненные или ячеистые пластмассы (нено- и норопласты), порошковые пластмассы, волокнистые пластмассы и текстолиты и сложные пластики. Их свойства в основном определяются свойствами матрицы, т. е. полимера, и ее адгезией к поверхности наполнителя и дифференцированы в зависимости от вида наполнителя. Газовый наполнитель ослабляет исходный полимер. В порошковых пластмассах разрывная прочность не повышается в пластмассах, армированных волокнами более прочными, чем матрица,— повышается анизотропно вдоль волокон. При ортогональном расположении волокон или армировании полотном, сеткой, пленкой в их плоскости прочность носит более изотропный характер, в поперечном же направлении прочность определяется теми же факторами, что и порошковые пластмассы. [c.232]

Как видно из табл. 61, средняя прочность углеродных волокон с покрытием равна 142, 9 кгс/мм , что ниже исходной прочности волокна по всей партии (15Гкгс/мм ). Среднее значение прочности при разрыве, найденное по правилу адитивности при условии отсутствия разрывов покрытия, соответствует 149 кгс/мм . Прочность при разрыве, определенная по нагрузке с учетом отсутствия покрытия, равна 151 кгс/мм , т. е. при определении прочности углеродных волокон без покрытия можно без большой погрешности пренебречь правилом аддитивности, предполагающем всегда отсутствие разрывов покрытия на поверхности волокна, и расчеты проводить по разрывной нагрузке, используемой при определении прочности волокон с покрытием . При этом расчетная формула. должна иметь следующий вид [c.209]

Крутка нитей оказывает существенное влияние на свойства нитей. С увеличением степени скрученности уплотняются волокна в нити, следствием чего является уменьшение ее диаметра. Разрывная нагрузка нитей (прочность) увеличивается с повышением крутки, достигая максимума, а затем уменьшается. Направление крутки влияет на внешний вид и свойства ткани и трикотажа. Известно, что в тканях с одинаковым направлением крутки нити, основы и утка рисунок переплетения оказывается более рельефным, чем при использовании нитей с круткой разных направлений. Применение нитей с разносторонней круткой в основе и утке облегчает начесывание и свойлачивание ткани. [c.688]

Установлено, что для получения сосудов высокого давления, предназначенных для хранения сжиженного газа и жидкостей при температуре окружающей среды и в криогенных условиях, вместо волокна S-стекла лучше применять арамидное или углеродные волокна. Краткое изложение программы НАСА по этому вопросу содержится в литературе [25] и сжато изложено ниже. Для этих сосудов разработано три типа футеровки резиновая, из-тонкого листового металла и из несущего часть нагрузки металла. Сравнительно низкий модуль S-стекла ограничивает его эксплуатационную надежность при использовании резиновой футеровки. Такие сосуды можно применять только до средних давлений и температур. Материал, состоящий из арамидного волокна и эпоксидной смолы, с тонкой алюминиевой футеровкой имеет показатель эксплуатационной надежности порядка 3-10 см. Этот показатель определяют как произведение разрывного внутреннего давления на объем сосуда, деленное на его массу, т. е. PbVIW . Эксплуатационные свойства сферических и цилиндрических сосудов одинаковы. В исследованном диапазоне диаметров сосуды с плоскостной иамоткой превосходят сосуды со Спиральной намоткой. Сосуды из эпоксидной смолы, армированной углеродным волокном, с несущей нагрузку футеровкой из титана имеют самую малую массу и самую большую долговечность при циклических нагрузках 3000 циклов под давлением, равным 50 % средней прочности на разрыв под действием внутреннего давления. Сосуды с арамидным волокном несколько тяжелее, имеют среднюю долговечность при циклических нагрузках и дешевле сосудов из углеродного волокна. Типичные результаты испытаний опытных сосудов приведены в табл. 16.17—16.19 [25]. [c.233]

Одна из трудностей контроля разрывной прочности композиций с короткими волокнами, в особенности стеклопластиков на основе хрупких волокон и хрупкой полимерной матрицы, обусловлено тем, что хаотически распределенные волокна пересекают поверхность, образующуюся при вырезке образца, неконтролируемым способом. Поэтому даже при использовании образцов, изготовленных прессованием или литьем под давлением и не требующих дополнительной механической обработки, волокна выходят на поверхность под различными углами, что приводит к большому разбросу получаемых результатов. Это особенно опасно, когда волокна (например, в полиэфирных премиксах) распределены не индивидуально, а в виде пучков, содержащих до 200 элементарных волокон, скрепленных между собой перед измельчением. В работе [58] было показано, чтто размеры начального дефекта в полиэфирных премиксах близки к длине пучков волокон. Для учета этих эффектов были предприняты обоснованные и успешные попытки применить подход механики разрушения к композициям с короткими волокнами. С помощью испытаний при растяжении и изгибе образцов с надрезом в работе [58] были определены эффективные коэффициенты интенсивности напряжений Ki для промышленных марок полиэфирных премиксов и препре-гов, а также для ряда смол, наполненных хаотически распределенными рублеными стеклянными волокнами. В случае полиэфирных премиксов корректные показатели К < можно получать, нанося надрезы достаточно глубокие, чтобы препятствовать случайному зарождению трещин в местах выхода пучков волокон на [c.103]

Некоторые виды изделий из стеклопластиков имеют однонаправленное армирование стеклонитью или стекловолокном. Намотанные в виде тел вращения изделия при регулярном расположении армирующих волокон и достаточно гомогенной структуре могут быть отнесены к телам с криволинейной анизотропией, ортотропным или транс-тропным в элементарных объемах. Стеклопластики, армированные волокнами в одном направлении, имеют наибольшую разрывную прочность по сравнению с другими видами стеклопластиков, но только в случае приложения нагрузки в направлении армирования. В направлениях, не совпадающих с направлением армирования, прочность таких стеклопластиков очень низка. [c.16]

На рис. 3.83—3.85 приводятся кривые, построенные по формуле (3.29) для растяжимости маложестких листовых композиций, армированных различными волокнами или тканями. Наиболее распространены целлюлозные композиции — бумага и картон, в которых анизотропия обусловлена преимущественной ориентацией целлюлозных волокон. На рис. 3.83 представлены кривые анизотропии разрывной прочности (кривая /) и растяжимости (кривая 2), построенные в полярных координатах по данным Дж. Кейси [11] и по тензориальным формулам. На рис. 3.84 в декартовых координатах изображены кривые анизотропии разрывной прочности Од для покровного переплетного материала на бумажной основе [c.234]

Широко применяются в качестве конст-рукц. материалов химич. волокна. Многие химич. волокна по сравнению с природными (хлопок, шерсть, шелк) обладают более высокой разрывной прочностью, эластичностью, малой усадкой, устохмивостью к многократным деформациям, истиранию, стойкостью к агрессивным средам, низкой гигроскопичностью и повышенной теплостойкостью. [c.25]

Еще в 1930 г. были подробно изучены основные требования, которым должно удовлетворять волокно, чтобы его можно было использовать для автомобильного корда. Было установлено, что такие волокна должны обладать высокой разрывной прочностью, способностью растягиваться, усталостной прочностью и способностью сбразовывать тонкие п гибкие нити. В 1934 г. фирмой Дюпон был получен кордур —прочный искусственный шелк, предназначенный для упрочнения автомобильных шин и для других производственных целей. С созданием этого волокна не только удалось удовлетворить производственные нужды одной из важных и специфических отраслей промышленности, но появи- 1ась уверенность в необходимости дальнейших исследован и 11 в области искусственных волокон. [c.76]

Следовательно, добротность представляет собой показатель, подобный разрывной длине для отдельного волокна, но не равный ей численно, так как при испытании пасмой разрывается много нитей неодновременно, а получаемый показатель прочности умножается а номер одной нити. [c.439]

По данным испытаний десяти шТапельков нахоДяТ среднюю прочность. Она получается несколько заниженной, так как отдельные волокна деформируются различно и разрываются не одновременно. Для нахождения истинной средней прочности полученную величину делят на 0,675 — коэффициент, характеризующий долю одновременно разрываемых волокон. Если известен метрический номер пряжи, то по полученным результатам подсчитывают разрывную длину. [c.447]

Метод вытягивания широко используется при оценке адгезионной прочности поверхности волокон. В этих условиях испытуемые цилиндры представляют собой волокна [65], которые помещают в специальные гнезда, куда заливают в жидком состоянии адгезив. После его затвердевания образуется площадь контакта между адгезивом и волокнами, которые являются субстратом (рис. 11,8). Для придания жесткости нити устанавливают в специальные пакеты. Адгезионная прочность оценивается путем измерения силы сдвига цилиндров и отношения этой силы к площади контакта адгезива с цилиндрической поверхностью. Усилия, направленные тангенциально к площади контакта двух тел, могут создаваться нри помощи разрывных машин. Возмоншо применение различных вариантов приборов, которые, в частности, позволяют определять адгезионную прочность в агрессивных средах [65]. [c.77]

Волокно номекс обладает разрывной- длиной 45—54 км, удлинением при разрыве 12—15% температура потери 50% начальной прочности равна [c.404]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...