Предел прочности волокнита

Пластичная матрица. Если материал матрицы пластичен, а волокно хрупко, при достижении удлинения, соответствующего пределу прочности волокна, последнее рвется, тогда как матрица продолжает вытягиваться. В некоторых старых работах (Келли п др.) делается вывод о том, что при малой, концентрации хрупких волокон прочность композита может оказаться ниже прочности матрицы. Волокна разрываются при сравнительно низком среднем напряжении, а дальше вся нагрузка воспринимается матрицей, относительная площадь сечения которой у меньше, чем площадь сечения исходного материала, и = i — f/. Это уменьшение прочности происходит до тех пор, пока У/ меньше некоторого критического значения и р. При У/ > Уир большая часть нагрузки воспринимается прочными волокнами и прочность композита растет с увеличением Vf. Эта схема была бы верна, если бы разрушение всех волокон происходило в одном и том же сечении. В действительности при малых значениях Vf по мере удлинения матрицы происходит беспорядочное дробление. Распределение растягивающего усилия в каждом кусочке длины Z > 2Zo будет таким, как показано на рис. 20.6.1, а, при даль- [c.700]

Предел прочности борированной сердцевины волокна существенно ниже предела прочности волокна в целом. Кроме того, рентгеновские измерения показывают, что боридная сердцевина волокна нагружена большими сжимающими напряжениями, а бор в области, прилегающей к первоначальной зоне подложки (вольфрамовой нити), оказывается растянутым. Это ведет к возникновению радиальных трещин в борных волокнах вследствие больших остаточных напряжений. [c.35]

Волокно Объемное содержание волокна, Vf Модуль упругости волокна кгс/мм Предел прочности волокна кгс/мм= Плотность энергии удара в продольном направлении IED, кгс-см/см [c.173]

С помощью нитевидных кристаллов (волокон) удалось получить материал, прочность которого необыкновенно велика. Например, предел прочности волокна из оксида алюминия 29 ООО МПа, кремнистого углерода 28 ООО МПа. Новые возможности открывает создание сверхпластичных металлов, относительное удлинение которых составляет 1000%. Сейчас самыми пластичными металлами являются медь и свинец, относительное удли- [c.20]

Пр ел прочности характеризует способность волокна или провода противостоять натяжению или изгибу без повреждения. Предел прочности волокна на разрьш превосходит ту же величину для стальной нити идентичного размера. Более того, медный проводник должен иметь вдвое больший диаметр, чтобы обеспечить тот же предел прочности, что и волокно. [c.74]

Уменьшается предел прочности волокна на разрыв. Если растяжение сопровождается изгибом волокна, оно может разорваться при меньшем значении растягиваюш ей нагрузки, чем в случае выпрямленного волокна. [c.75]

Задание средней прочности <а> и в некоторых случаях дисперсии D часто считается достаточным для того, чтобы охарактеризовать прочность волокна. Во всяком случае в технических условиях на волокно фиксируется величина <о> (при заданной длине образца), а иногда ставится требование, чтобы коэффициент вариации w не превосходил некоторого предела. В действительности эти данные совершенно недостаточны для суждения [c.691]

Здесь О/ — напряжение в волокне, эффектом поперечной деформации, связанной с неодинаковостью коэффициента Пуассона, найдем, что при совместной и одинаковой деформации волокна и матрицы напряжения относятся как модули упругости. Полимерная матрица упруга вплоть до момента разрушения, отношение модуля упругости угольного волокна к модулю упругости эпоксидной смолы / = 40 ООО 350 = 114, когда напряжение в волокне равно пределу прочности порядка О/= 300 кгс/мм От = 300 114 = = 2,6 кгс/мм , тогда как предел прочности смолы порядка 7— 8 кгс/мм Этот простой подсчет, имеющий целью лишь оценку порядка величины, показывает, что волокна рвутся раньше, чем матрица. Это тем более относится к материалам с металлической [c.696]

Из водной суспензии размолотой целлюлозы, так называемой пульпы, на специальных машинах изготовляют ролевые и листовые бумаги и картоны. При этом волокна стремятся расположиться преимущественно по ходу машины по направлению движения пульпы в долевом направлении. Этим объясняется различие механических свойств бумаг и картонов в разных направлениях продольное (по ходу машины) и поперечное. Предел прочности вдоль при растяжении выше, удлинение при разрыве меньше, чем поперек . [c.166]

Предел прочности стеклянного волокна увеличивается при уменьшении его диаметра, при диаметрах порядка 0,01 мм он становится равны.м пределу прочности бронзы (см. 6-16). [c.78]

Если эффективная прочность упрочнителя в композите снижается в результате реакции на поверхности раздела, то дальнейшим объектом исследования должно служить изменение распределения прочности отдельных волокон. Розен [31] показал, что предел прочности композита зависит и от среднего значения, и от коэффициента вариации прочности волокон. Он пришел к выводу что при одинаковой средней прочности волокон распределение с большим коэффициентом вариации отвечает большей прочности композита. Иными словами, коэффициент вариации в определенной степени характеризует способность более прочных волокон принимать на себя нагрузку, высвобождаемую при разрушении более слабых волокон. Кроме того, увеличение коэффициента вариации может привести к росту энергии разрушения, поскольку увеличивается вероятность того, что дефектное место волокна перед развивающейся трещиной удалено от плоскости трещины.. Эта ситуация приводит либо к отклонению трещины в направлении места потенциального разрушения следующего волокна, либо к вытягиванию волокна из матрицы в обоих случаях энергия разрушения растет. Таким образом, характер влияния реакции между матрицей и волокном на механические свойства зависит как от среднего значения, так и от коэффициента вариации прочности волокон по завершении реакции. [c.27]

Метод конечных элементов применял и Адамс [1] он использовал метод модуля сдвига для определения напряженного состояния композита при поперечном растяжении. Рассматривались напряжения, отвечающие интервалу от предела упругости до разрушения одной из составляющих композита, при квадратном и прямоугольном расположениях волокон предполагалось, что разрушение матрицы происходит тогда, когда напряжения в композите достигают предела прочности материала матрицы. По оценке Адамса, в композите А1—34% В с прямоугольным расположением волокон первой должна разрушаться матрица на участках минимального расстояния между волокнами. Разрушение по расчету должно происходить при поперечном нагружении композита напряжением 17,2 кГ/мм (что много меньше предела прочности материала матрицы, составляющего более 23,1 кГ/мм ). Однако в эксперименте композит разрушался путем расщепления волокон. Предсказать такой характер разрушения не представлялось возможным, так как, хотя напряжения на поверхности раздела и в волокнах были рассчитаны, прочность этих элементов при поперечном растяжении неизвестна. Автор совершенствует эту модель с целью описать процессы распространения трещины и полного разрушения композита. Вообще говоря, если известны механические свойства поверхности раздела матрицы и волокон, эта модель позволяет предсказать как разрушение по поверхности раздела, так и другие типы разрушения. [c.193]

Как было установлено, никелевое покрытие толщиной 0,04 мкм не влияет на прочность волокна после отжигов при температурах вплоть до 1273 К в течение 24 ч (т. е. среднее значение не выходит за пределы среднеквадратического отклонения для волокон в состоянии поставки). Незначительное разупрочнение происходит после 24 ч выдержки при 1353 К, а дальнейшее снижение прочности — после такой же выдержки при 1373 К. )[После отжигов при более высоких температурах (1403—1473 К) прочность волокон заметно снижается, но, с другой стороны, известно, что в этом же интервале температур происходит разупрочнение волокон в результате взаимодействия углерода с атмосферой.] Поскольку прочность волокон с покрытием меньше прочности непокрытых волокон после эквивалентных термообработок при 1273—1373 К, можно сделать вывод о снижении прочности за счет никелевого [c.417]

С помощью оптического микроскопа изучался характер изломов на единичных волокнах, заключенных в прозрачные отливки из эпоксидных смол [31]. Наиболее распространенной формой излома оказались двухконусные трещины или отдельные нормальные плоскости излома в смоле, исходящие из точки повреждения волокна. Было показано, что если матрица достаточно пластична и способна на начальной стадии сопротивляться растрескиванию, то разрыв адгезионной связи происходит по поверхности раздела. Зная предел прочности матрицы при растяжении, можно сравнить его с адгезионной прочностью, и, таким образом, установить, какой механизм преобладает в нагруженном образце. [c.22]

Для выяснения влияния адсорбции газов на поверхности борных волокон на величину адгезионной прочности в боропластиках изучалась адсорбция борными волокнами кислорода, двуокиси и окиси углерода, аммиака, азота и окиси этилена [43, 45]. Оказалось, что адсорбция в каждом случае незначительна и не влияет на предел прочности композитов при испытаниях на сдвиг. В работах [43, 45, 108] делались попытки увеличить реакционную способность борных волокон по отношению к эпоксидным смолам путем обработки волокна треххлористым бором, хлором, трифенил-арсином, азотом и аммиаком при температурах 426—1200 °С (реакционная способность оценивалась по данным о пределе прочности композита на сдвиг или изгиб). Однако такая обработка не дала желаемых результатов. В работе [39] показано, что метанол очищает и активирует поверхность борного волокна. [c.243]

Хэрринг [35] показал, что прочность борного волокна при повышенных температурах значительно изменяется в зависимости от условий его изготовления и что предел прочности волокна при 1100° С может достигать 200 кгс/мм . Прочность матрицы и характер остаточных напряжений также влияют на прочность композиционного материала при нагреве. Это находит подтверждение в морфологии разрушения образцов при растяжении композиции борсик — алюминий, показанных на рис. 17. При комнатной температуре поверхность разрушения характеризуется очень малым количеством выдергиваний волокон из матрицы хорошо изготовленного образца. Волокна, которые выступают над средней пове рхностью разрушения, часто покрыты алюминием, поскольку поверхность раздела, образующаяся в процессе изготовления материала, более прочна по сравнению с матрицей. [c.463]

Ирпмечание. Значки х и Ц указывают на значения предела прочности в направлении, перпендикулярном и параллельном волокнам, [c.165]

Предел прочности и модуль упругости полимерного материала существенно возрастают в случае изготовления из него волокна с продольной ориентацией длинных полимерных молекул. Например, арамидные волокна (известные в США под торговой маркой как кевларовые волокна ) по прочности на растяжение соответствуют лучшим сортам высоколегированной термически обработанной стальной проволоки, а по модулю упругости эти волокна уступают стали лишь на 30...40%. Арамидные волокна служат одним из главных компонентов в производстве пуленепробиваемых жилетов. [c.66]

Для закаленных труб при содержании Си и Zn не более 0,1% каждого предел прочности может быть снижен, но не более чем на 3 kFJaim . В зависимости от размеров полуфабриката. Механические свойства поперек направления волокна кГ1ммг S>4 . [c.33]

Рис. 6-36, Зависимости предела прочности при растяжении от диаметра dэлементарного стеклянного волокна (кривая I) и нити, скрученной из 100 элементарных волокон (кривая 2)

Рис. 6-36, Зависимости <a href="/info/1682">предела прочности</a> при растяжении от диаметра dэлементарного <a href="/info/38809">стеклянного волокна</a> (кривая I) и нити, скрученной из 100 элементарных волокон (кривая 2)

В общем случае под анизотропией акустических свойств металла понимают изменение скорости распространения и коэффициента затухания в зависимости от кристаллографического направления. Она обусловлена анизотропией механических свойств (модуля упругости, пределов прочности и пластичности и др.). Рассмотрим причины анизотропии акустических свойств. Одна из них — это структура материала. Она наиболее ярко проявляется в металлах с крупнозернистой структурой, имеющих транскри-сталлитное строение, т. е. когда кристаллиты имеют упорядоченное строение и их продольные размеры больше поперечных. Примером могут служить титан, аустенитные швы, медь. Вторая причина —термомеханическое воздействие в процессе изготовления проката, которое делает его структуру слоистой, так как волокна металла и неметаллические включения в процессе деформирования оказываются вытянутыми вдоль плоскости листа. Третья —локальная термическая обработка материала, которая обусловливает возникновение напряжений и, как следствие, изменение механических свойств материала. [c.317]

Другой представляющей интерес формой разрушения однонаправленного слоя является разрушение при сдвиге в плоскости слоя (рис. 9). Как установлено в работе [10], при этом возможны две формы разрушения, отличающиеся характером и пределом прочности Согласно схеме, показанной на рис. 9, а, разрушение происходит в результате образования в связующем трещин, параллельных волокнам, а согласно схеме на рис. 9, б, разрушаются волокна. Диаграмма деформирования при сдвиге в плоскости слоя нелинейная. [c.72]

ИТ в том, чтобы оценить величину указанного предела. В отсутствие матрицы эта характеристика представляет собой прочность пучка волокон она принимает те же значения и при наличии матрицы, если прочность поверхности раздела при двиге равна нулю. Влияние роста прочности поверхности раздела зависит от свойств упрочнителя. Композиты, армированные непрерыв 1ы ми Волокнами, дисперсия прочности которых равна нулю (т. е. средняя прочность волокна в композите равна прочности пучка воло- кон), нечувствительны к прочности поверхности раздела. С ростом дисперсии прочности волокон все большее число волокон будет разрушаться в слабых точках, расположенных вне плоскости излома. В этих случаях передача нагрузки на неразрушенные участки должна происходить, по механизму, предусматривающему передачу нагрузки через поверхность раздела в матрицу. Когда поверхность раздела становится прочнее матрицы, сдвиг матрицы происходит легче, чем разрушение поверхности раздела, и даль- нейшее увеличение прочности поверхности раздела уже не. влияет на тип разрушения. Такой случай разрушения, не зависящего от состояния поверхности раздела, рассматривается теориями прочных поверхностей раздела. Поскольку продольные свойства дан- ного типа композитов. не зави >сят от состояния поверхности раздела, теории, предсказывающие значения этих свойств, не относятся к предмету настоящей главы. Обзор указанных теорий имеется в гл. 2, посвященной механиче ским аспектам поверхности раздела. [c.140]

По условиям растягивающего нагружения в направлении расположения упрочнителя нормальные напряжения возникают на поверхности раздела лишь из-за поперечного сжатия. Однако раз-рушание по (поверхности раздела в этих условиях является вторичным аффектом. Имеется в виду, что растягивающие напряжения, нормальные к поверхности волокна, достигают предела прочности поверхности раздела лишь после значительного сжатия, например такого, которое происходит, если в волокне начинает образовываться шейка. Джонс, [13] и другие исследователи на- блюдали разрушение композитов алюминий — нержавеющая сталь по поверхности раздела в тех случаях, когда волокна отслаивались от матрицы при образовании шейки. Согласно Веннету и др. [c.141]

Крайдер и Марчиано [48], исследуя прочность композитов алюминий — борсик при растяжении и сжатии, установили, что она заметно зависит от вида нагружения. В случае объемной доли упрочнителя 50% пределы прочности при растяжении и сжатии составляли соответственно 112 и 208 кГ/мм [48]. Сжимающая нагрузка воспринимается волокнами упрочнителя непосредственно, а растягивающая передается через поверхность раздела путем сдвига. Вследствие этого разрушение композита при одноосном сжатии представляет собой один из типов разрушения при испытании на выгибание. [c.250]

В отличие от аппретов все замасливатели содержат компоненты, ослабляющие связь между полимерной матрицей и смолой. Кроме того, для обработки волокна необходимо меньшее количество (в вес. %) аппрета, чем замасливателя. Предел прочности моноволокна после аппретирования ниже, чем моноволокна после замасливания. Тем не менее предел прочности композитов с аппретированными волокнами часто оказывается выше предела прочности композитов, армированных замасленными волокнами. В расчете на единицу веса стекловолокна производство замасленных волокон дешевле, чем производство аппретированных. При выборе способа обработки волокна учитываются различные факторы и часто приходится выбирать между свойствами композитов и стовмостью их изпотавления. [c.13]

Теперь перейдем к-расбмотранию стеклянных волокон, иополь-зуемых для армиравания стеклопластиков. Вследствие малого диаметра (< 10 мюм) стеклянных волокон п01верхностный дефект глубиной 20 А может вызвать существенное повреждение волокна при напряжении гораздо меньшем, чем предел прочности на рас- [c.104]

Смотреть страницы где упоминается термин Предел прочности волокнита : [c.285] [c.27] [c.184] [c.167] [c.168] [c.15] [c.439] [c.466] [c.704] [c.705] [c.155] [c.182] [c.20] [c.20] [c.144] [c.199] [c.228] [c.233] [c.234] [c.29] [c.32] [c.33] [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...