Критерии прочности однонаправленно

В составе композита связующее находится в более сложном напряженном состоянии и поэтому для оценки прочности армированного пластика критерии (5.21) и (5.22) непосредственно неприменимы. Критерий прочности однонаправленно армированного композита должен учитывать повышение прочности связующего на сдвиг от воздействия сжимающего напряжения, вытекающее из критерия, приведенного в формуле (5.21). [c.132]

Основная особенность разрушения органопластиков заключается в том, что от воздействия напряжений и первыми разрушаются волокна. В качестве гипотезы принимается положение разрушение органических волокон связано с разрушением сцепления между фибриллами. В первом приближении на такой случай разрушения можно распространить критерий (5.14) тогда критерий прочности однонаправленно армированного органопластика принимает вид [c.137]

Кривые деформирования 154—157 Критерии прочности однонаправленно армированного слоя при комбинированном нагружении 136—138 [c.504]

Когда однонаправленный композит нагружается поперек волокон, возникает критическая ситуация. При этом жесткость достигает минимума и критерий прочности определяется величиной напряжений и деформаций в матрице. Относящиеся к этому случаю микромеханические исследования большей частью носят аналитический характер [9]. В некоторых исследованиях рассматриваются средние (макроскопические) механические характеристики и даются выражения для модулей в поперечном направлении и коэффициентов теплового расширения композита. Некоторые из этих работ основаны на энергетических [c.493]

Таким образом, фактическая предельная кривая прочности однонаправленно-армированного пластика при продольном сдвиге и трансверсальном растяжении определяется уравнениями (5.24) — (5.26). Критерий (5.26) удовлетворительно описывает экспериментальные данные также при совместно действующих сдвиговых и сжимающих напряжениях. В случаях, когда [c.151]

Прочность пластика при одноосном растяжении. Прочность тканевых пластиков зависит от прочности нитей, пропитанных связующим, которые рассматриваются как однонаправленно армированные структурные элементы. Поэтому к пропитанным нитям применяются структурные критерии прочности. Для прогнозирования прочности тканевых пластиков, например при растяжении, необходимо определить напряженное состояние пропитанных нитей на участках с ориентацией волокон параллельно плоскости ткани и под углом к ней. При этом используется модель структуры материала, показанная на рис. 5.16. Согласно этой модели пропитанные нити условно представляются как монослои основы и утка, состоящие из продольно и наклонно армированных полос. В наиболее невыгодном напряженном состоянии находятся наклонно армированные полосы, в которых кроме нормальных напряжений, равных средним нормальным напряжениям по всему монослою = 0° = [c.143]

Для определения прочности композита необходимо точно знать условия разрушения каждого из слоев в отдельности, причем как в изолированном друг от друга состоянии, так и в композите. Число направлений армирования, т. е. монослоев, уложенных в различных направлениях, невелико от 2 до 4, не более. Вот почему возникает необходимость вывода наиболее простого и удобного практически критерия, основанного на данных испытаний самих композитных образцов, а не только на свойствах изолированных слоев, либо же искусственного материала, однонаправленно армированного. [c.60]

При разрушении однонаправленно-армированных элементарных слоев от поперечного сжатия прочность определяется критерием (7.43) [c.202]

Результаты исследования механизмов разрушения и критериев прочности однонаправленных композиционных материалов описаны в других томах. Так как однонаправленный слой является основным элементом и на результатах его исследования построен анализ прочности слоистых композиционных материалов, ниже приведены основные результаты, необходимые для дальнейшего изложения материала. Основные этапы, исторического развития наиболее распространенных критериев прочности композиционных материалов описаны в разделе I, где основное внимание уделено исходным предпосылкам построения некоторых классических критериев пластичности и прочности. [c.80]

В каждом из слоев многонаправленного слоистого композита возникает сложное напряженное состояние, даже если композит в целом находится под действием одноосного напряжения. Следовательно, и в простейшем случае нагружения композита начало разрушения слоя должно определяться при помощи соответствующего критерия предельного состояния. Предложено много разновидностей критериев прочности однонаправленных композитов, рассматриваемых как однородные анизотропные материалы (см., например, [10] ), в форме, удобной для описания экспериментальных данных. В основу этих критериев положена гипотеза, согласно которой однонаправленный волокнистый композит считается однородным анизотропным материалом. Можно ожидать, однако, что для оценки предельного состояния композита потребуется рассмотрение таких деталей механизма разрушения, которые определяются неоднородностью материала на уровне армирующего элемента. Дело в том, что виды разрушения, вызванные разными по направлению действия напряжениями, имеют принципиально различающиеся особенности. [c.44]

Именно этот круг проблем и рассмотрен в настоящей монографии. В первой ее главе приведены основные факты из теории поверхностей и тензорного анализа, предоставляющего естественный аппарат для компактной формулировки основных уравнений теории оболочек. Во второй главе кратко обсуждены феноменологический и структурный подходы к описанию эффективных свойств упругих армированных сплошных сред. Авторами использован структурный подход, в результате которого получены выражения для эффективных модулей упругости тонкого слоя, армированного однонаправленным семейством волокон, через механические характеристики составляющих его компонентов и структурные параметры армирования. Здесь же сформулирован и структурный критерий прочности однонаправленно армированного тонкого слоя. [c.12]

Для критерия прочности однонаправленного материала общего вида проектная толщина оболочки на экваторе [c.368]

Глава 2 содержит анализ современного состбяния критериев и методов оценки прочности элементов конструкций из композиционных материалов. Рассмо греиы два общих аспекта этой важной проблемы. Первый включает общую характеристику композиционных материалов. Второй предусматривает анализ критериев прочности для однонаправленного слоя, исследование прочности слоистых материалов и обсуждение вопросов, нуждающихся в дальнейшей разработке. [c.10]

При / > о материал не разрушается, при / = 0 — находится на грани разрушения, при / > 0 условие прочности нарушается. В обозначениях Чамиса индексы 1, 2, 3 определяют главные оси однонаправленного материала, I — слой, аир — растяжение или сжатие, Р — предел прочности. Для изотропного материала К-т = 1, и равенство (19) совпадает с критерием Мизеса. Коэффициент Сг12аЗ введен для того, чтобы учесть различную прочность однонаправленного материала при растяжении и сжатии (эффект Баушингера в теории пластичности). Он также учитывает непостоянный характер взаимодействия между напряжениями. Значения коэффициентов и п2а 3 можно определить по [c.84]

Принципиальную основу критериев прочности при расчете по максимальным нагрузкам, таких как В-критерии, изложенные в руководстве [1 ], составляет условие недопустимости повреждения или нарушения сплошности материала при расчетных напряжениях. Выбор соотношения между максимально допустимыми и предельными напряжениями для однонаправленных материалов определяется рядом факторов, обусловленных практикой расчета и проектирования. Прочность слоистого материала оценивается в результате применения критерия прочности последовательно ко всем слоям материала. [c.86]

Достаточно простая и эффективная методика оценки прочности может быть предложена для материала с симметричной схемой расположения слоев, находящегося в условиях безмоментного на-гру5кепия. Она предусматривает построение в пространстве напряжений области, ограниченной предельными поверхностями, которая определяет состояние материа.ла так же, как предельная поверхность, соответствующая принятому критерию разрушения, определяет состояние однонаправленного слоя. Согласно используемому критерию прочности напряжения внутри этой области [c.86]

Поверхность прочности однонаправленного волокнистого композита, рассматриваемого как однородный анизотропный материал, должна быть функцией следующих четырех напряжений напряжений в направлении волокон Од максимальных касательных напряжений Ха, действующих в плоскости, параллельной волокнам изотропной ot и девиаторной т< компонент главных напряжений в плоскости, перпендикулярной направлению армирования. Таким образом, макроскопический критерий прочности принято задавать в следующей форме [c.49]

Как и в большинстве теорий прочности композитов, в анализе, использующем критерий тина Хплла, в качестве основной технологической единицы слоистого материала принимается однонаправленный слой. Модули композита, его матрицы жесткости и податливости вычисляются по четырем независимым упругим константам материала слоя при помощи обычных процедур преобразования и интегрирования (см. разд. 4.3). Деформации композита, вызванные любой приложенной нагрузкой, определяются при помощи его упругих свойств. Затем рассчитываются деформации е,/ и напряжения ац каждого слоя, и при помощи критерия прочности Хилла оценивается напряженное состояние каждого слоя [c.152]

Компоненты тензоров прочности однонаправленного материала в любой другой системе координат могут быть получены по обычным правилам преобразования тензоров при повороте систем координат. Возможность такого преобразования — главное достоинство записи критерия прочности (2.3) в форме (2.5)—(2.6). [c.41]

Однонаправленные материалы деформируются практически линейно упруго вплоть до разрушения. Условия разрушения могут быть определены с помощью феноменологического критерия прочности, если речь идет о поведении изолированного однонаправленного материала. В том случае, если однонаправленный материал является одним из слоев многослойного материала, составленного из разноориентированных однонаправленных слоев,-его поведение может быть значительно более сложным. [c.43]

Рассмотрим частный случай комбинированного нагружения, когда на однонаправленно-армированный пластик одновременно действуют нормальные напряжения <ах>, перпендикулярные направлению армирования, и напряжения продольного сдвига <Т1ц.>- При таком нагружении прочность армированного пластика обычно определяется прочностью полимерной матрицы или прочностью сцепления. Сначала рассмотрим случай, когда прочность полимерной матрицы меньше прочности сцепления. Предполагая, что при комбинированном растяжении и сдвиге разрушение однонаправленно-армированного пластика происходит при достижении максимальными растягивающими напряжениями значения прочности полимерной матрицы, пользуясь энер-г етическим критерием прочности и учитывая формулу (5.8), получаем [c.150]

В разделе III рассматривалось применение общего критерия разрушения и метода послойного анализа прочности слоистых структур большой толщины. Для трансверсально изотропного однонаправленного композиционного материала уравнение (31) имеет вид [c.104]

Разрушение однонаправленного композита при изгибе может произойти от растяжения, сжатия или сдвига. Возможна также комбинация этих разрушений. Экспериментальные данные обнаруживают линейную зависимость прочности при изгибе от объемного содержания волокон (рис. 42) и от межслойной сдвиговой прочности [56]. Используем эти факты для установления критерия изгибной прочности. [c.155]

Как только были созданы вычислительные программы для расчета перемещений в характерном элементе системы волокно — матрица, стало доступным рассмотреть широкий класс возможных расположений волокон и свойств компонентов. Можно исследовать частные случаи нагружения параллельно направлению укладки волокон, перпендикулярно этому направлению, случаи сдвига параллельно и перпендикулярно волокнам и с.лучаи температурной усадки. Более общие результаты можно получить при суперпозиции этих простых видов нагружения. Таким образом, возможно определить основные константы композита, распределения напряжений и деформаций в матрице, распределение напряжений около границы раздела волокно — матрица, а также на основе различных критериев можно предсказывать разрушение. Справедливость результатов обычно проверяется точностью предсказания упругих констант однонаправленных композитов. Предсказания прочности знаяительно менее надежны. [c.335]

Однонаправленный материал. Если известно распределение напряжений в элементах конструкций, то для расчета их прочности необходимо знать прочность исходного материала. Обычно материал в изделии находится в сложном напряженном состоянии. Поэтому для расчета прочности конструкции необходимо знать не только его прочность при таких простых случаях напряженного состояния, как растяжение или сжатие, но и прочность при сложном напряженном состоянии, которая является функцией компонент напряжений. Для изотропных материалов широко используются, например, критерии Мизеса, критерии Треска и т. д. Для анизотропных материалов, таких, как однонаправленные волокнистые пластики, используют, например, условия Хофмана [3] [c.184]

Рассмотрим в упрощенной постановке задачу рационального проектирования биспирально ар.мированной ортотропной многослойной цилиндрической оболочки средней толщины (/ = 25 см, 1 = 50 см, /ге 1 1,1 1,2 (см)), работающей на прочность в условиях статического комбинированного нагружения осевым сжатием и внешним поперечным давлением (9д = 3,92 МПа). Материал монослоев оболочки — однонаправленно армированный стеклопластик, эффективные модули которого приведены в разделе 3.4.2. Варьируемый параметр проекта оболочки — угол укладки монослоев ф, отсчитываемый относительно образующей оболочки. Принимая в качестве критерия эффективности проекта максимум нагрузки осевого сжатия, имеем следующую. модель рассматриваемой задачи [c.257]

Предельная кривая, построенная по формуле (д), показана на рис. 7.12. Формулы (в) —(д) определяют момент разрушения полимерного связующего в элементарных однонаправленно-армированных слоях. Для учета этого эффекта при определении прочности материала, которая соответствует разрушению волокон, в критериях (7.35) и (7.36) при нахождении Ац следует учитывать, что j = 0 0 ц = 0 и Vj n = 0. Тогда, используя формулы, которые приведены в разделе 7.1, получаем [c.201]

Создание конструкций высоких параметров, больших мощностей и размеров потребовало разработки вопросов прочности при циклическом нагружении в упруго-пластической области. В этих условиях в наиболее напряженных зонах узлов и деталей происходит существенное изменение закономерностей деформирования и условий образования и распространения трещин циклического нагружения. Это связано с тем, что при указанных уровнях нагрузок, соответствующих сравнительно "малому (до 10 —10 ) числу циклов до разрушения, наблюдается перераспределение по числу циклов упруго-пластических деформаций, зависящее от условий нагружения (неоднородность напряженного состояния, температура, скорость деформирования и др.) и от циклических свойств материалов. Процессы образования и развития трещин малоциклового нагружения в общем случае протекают на фоне накопления однонаправленных и циклических пластических деформаций, причем описание ведется на основе соответствующих критериев малоциклового разрушения. Нестационарность [c.410]

Когда отношение сжимающих напряжений к сдвиговым превышает определенный предел, раз-рушенне материала носит характер разрушения при поперечном сжатии. Если принять, что однонаправленно армированный пластик является трансверсально изотропным материалом, то для оценки его прочности можно использовать критерий типа (5.22). В конкретном случае имеем [c.137]

Величина критерия 1 зависит от принятого уровня надежности и числа испытанных образцов в выборке. Например, требуется построить 95%-ный доверительный интервал для оценки генерального среднего предела прочности при сжатии прессматериала АГ-4-С с однонаправленным расположением наполнителя, если при испытаниях 10 шт. образцов при температуре —196 С пмучили [c.33]

Армированный материал. Рассматривается плоская задача о стационарном распространении свободной трещины, движущейся перпендикулярно волокнам в дискретном однонаправленном композите. Постановка задачи учитывает дискретную структуру композита [58] и приводит к конечным напряжениям в материале. Трещина продвигается вперед, когда нормальное напряжение в волокне достигает предела прочности. При анализе длинноволнового приближения обнаруживается, что напряжение в окрестности кончика трещины не ограничено и указанный выше критерий распространения трещины становится неприменимым. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...