Анизотропия упругих свойств при ориентации

Анизотропия упругих свойств предъявляет повышенные требования к форме и размерам образца, исключению краевых э М>ектов —- выбору расстояния от захватов до рабочей части, способу передачи нагрузки и закрепления образца, ориентации арматуры, углу вырезки образца. Прочностная анизотропия при неправильном выборе схемы нагружения и закрепления [c.190]

Показано [17, 37, 38], что изменение прочностных и деформационных свойств при ориентации связано с появлением анизотропии упругих свойств полимера, т. е. с увеличением модуля упругости в направлении вытяжки и уменьшением его в перпендикулярном направлении. Однако есть работы [39, 40], в которых экспериментально установлено отсутствие анизотропии модуля для ориентированного полимера. Это дает основание авторам считать, что определяющим фактором в процессе разрушения является кооперативный разрыв межмолекулярных связей. [c.123]

Анализ изменения упругих свойств материала с увеличением направлений пространственного армирования можно проводить для каждой компоненты тензора упругих свойств (в частности, технических констант) в отдельности или для совокупности деформационных характеристик при повороте осей координат или (и) изменении поля напряжений. В первом случае анализируется деформируемость материала в узком смысле — на заданную нагрузку и определенную ориентацию осей упругой симметрии материала в конструкции. Во втором случае получают интегральные оценки деформируемости материала, по существу отражающие характер анизотропии и полезные для качественного сравнения различных анизотропных материалов. В этом плане введена Б рассмотрение в качестве характеристики деформируемости материала поверхность деформируемости, заданная в пространстве напряжений . [c.86]

Выбор оптимальной анизотропии материала должен проводиться в соответствии с ориентацией действующих усилий и вырезов (например, эллиптических) по отношению к осям симметрии стеклопластика. Выбор материала, обеспечивающего оптимальное напряженное состояние Б конструкции, может быть осуществлен только при наличии достаточно полной информации об анизотропии его упругих свойств. [c.90]

Известно [72], что упругие свойства КМ в основном определяются упругими характеристиками и ориентацией наполнителя. Модули упругости в главных направлениях анизотропии зависят от числа нитей в этих направлениях. Следовательно, при заданной суммарной плотности монослоя по основе и утку сумма модулей упругости в главных направлениях анизотропии Е Е2 остается почти постоянной. Исходя из этого и с целью исследования влияния модуля сдвига монослоев были выбраны данные, представленные в табл. 5.4. Результаты расчета по определению критического сжимающего усилия для всех рассматриваемых намоток представлены на рис. 5.11. [c.220]

В плоскости листа размером до 2000 х 2000 мм ориентированный ПММА обладает изотропностью показателей таких свойств, как прочность при растяжении, удлинение нри разрыве, модуль упругости и ударная вязкость [46, 47]. Однако испытания образцов, вырезанных под различными углами, в том числе и под углом 90°, по отношению к плоскости ориентации показали наличие анизотропии механических свойств (по диаграммам растяжения), долговечности, коэффициента теплопроводности, сорбционных свойств и др. На рис. 111.21 представлена схема раскроя образцов для осуществления этих испытаний. Результирующие данные об анизотропии механических свойств, полученные по диаграммам растяжения, приведены на полярных диаграммах на рис. П1.22. [c.132]

Напряжения второго рода возникают главным образом вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы (например, в черных металлах феррит, аустенит, цементит, графит), обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различны. Структуры, представляющие собой смесь фаз (например, перлит в сталях), а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла, обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутризеренные и межзеренные напряжения еще в процессе первичной кристаллизации и при последующих превращениях во время остывания. При высоких температурах напряжения уравновешиваются в силу пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (в силу различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (в силу различия и анизотропии механических свойств), а также при наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.153]

Для поликристаллических материалов сферическая форма является статистически средней по различным формам зерен и ее целесообразно принять в качестве первого приближения. Радиус сферы можно не конкретизировать, хотя для заполнения определенного объема поликристалла радиус сферических зерен должен меняться от некоторого конечного до исчезающе малого значения. Каждое зерно считаем однородным монокристаллом, обладающим в общем случае анизотропией теплопроводности, температурной деформации и упругих характеристик (см. 2.2). При хаотической ориентации анизотропные зерна образуют поликристалл с изотропными свойствами. Поэтому в первом приближении вместо взаимодействия анизотропных зерен между собой будем рассматривать взаимодействие отдельно взятого однородного анизотропного сферического включения с изотропной окружающей средой. Влияние такого включения на температурное и напряженно-деформированное состояния среды быстро уменьшается с увеличением расстояния от включения. Поэтому при малых размерах зерен объем окружающей среды в таком случае можно считать неограниченным. [c.70]

Стекловолокнистые анизотропные материалы (СВАМ) получают из стеклянного волокна и клеющей среды из синтетических смол. Метод получения СВАМ состоит в ориентации стеклянных волокон путем параллельной укладки при одновременном нанесении на них связующего. Благодаря такой ориентации волокон получаются стекловолокнистые материалы, обладающие подобно древесному шпону и фанере упругой анизотропией. Очевидно, что свойства анизотропных материалов зависят от направления волокон. Так, сопротивление СВАМ растяжению в продольном и поперечном направлениях одинаково и составляет 5000 кгс/см , а под углом 45° оно равно 2200 кгс/см . [c.666]

Резкое различие продольных и поперечных размеров макромолекул приводит к возможности существования специфического для полимеров ориентированного состояния. Оно характеризуется расположением осей цепных макромолекул преимущественно вдоль одного направления, что приводит к проявлению анизотропии свойств изделия из пластмассы. Получение ориентированных пластмасс осуществляется путем их одноосной (5—10-кратной) вытяжки при комнатной или повышенной температуре. Однако прн иагреве (в том числе и при сварке) эффект ориентации снижается или исчезает, так как макромолекулы вновь принимают термодинамически наиболее вероятные конфигурации (конформации) благодаря энтропийной упругости, обусловленной движением сегментов. [c.483]

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при растяжении слоистых материалов с относительно невысокой степенью анизотропии упругих свойств, присущей ортогонально-армированным материалам, характер распределения деформаций по длине и толщине образца мало зависит от его формы (параметра /П1). Так, для стеклопластика. Г-4С с укладкой волокон 5 1 при нагружении в направлении большей степени ориентации волокон изменение значений Щ] в 1,7 раза практически не сказывается на относительном изменении деформаций нижней и верхней поверхностей ("П = +1) рабочей части образца. Относительные показатели деформаций при т) = о образцов-лопаток незначительно выше, чем образцов-полосок. Примерно то же наблюдается в случае испытаний ортогонально-армированных углепластиков. Увеличение степени анизотропии упругих свойств способствует повышению чувствительности относительных деформаций к изменению формы образца. Это хорошо иллюстрируют данные, полученные при растяжении образцов из однонаправленных углепластиков в направлении волокон. [c.33]

Анизотропия упругих свойств, иногда резко выраженная у металлов, но не учтенная конструктором, может повлиять на распределение напряжений в детали и явиться одной из причин ее разрушения. Особенно сильное влияние оказывает упругая анизотропия на концентрацию напряжений. Коэффициент концентрации напряжений при некоторой ориентации усилия по отношению к осям симметрии анизотропного материала может значительно превышать его величину, вычисленную исходя из изотропии упругих свойств. Первичная анизотропия упругих свойств характерна для монокристаллов. Сравнительно небольшая анизотропия обнаружена у монокри- [c.128]

Цилиндрические оболочки, изготовленные непрерывной намоткой различного типа армируюпщх наполнителей, представляют собой слоистые упругие анизотропные системы. Характер анизотропии упругих свойств оболочки существенно зависит от взаимного расположения и ориентации армирующего наполнителя и может легко регулироваться при изготовлении. Это новое свойство слоистых пластиков — регулируемая анизотропия — выгодно отличает их от традиционных строительных и конструкционных материалов, оно как бы сближает слоистые пластики с [c.217]

При проведении теоретических расчетов анизотропии модуля Юнга считается, что упругие свойства поликристаллических материалов определяются константами упругости монокристаллов и преимущественными ориентировками зерен в пространстве [299, 301-305, 307]. При этом обычно пренебрегают взаимодействием между соседними зернами и пользуются различными аппроксимациями. Наиболее близкой к эксперименту является аппроксимация Хилла, который предложил брать среднее от аппроксимаций Фойгта (одинаковая деформация всех зерен) и Ройсса (одинаковое напряжение во всех зернах). Бунге в работе [292] рассчитал зависимость величины модуля Юнга от ориентации в плоскости прокатки для холоднокатаной Си. При этом полученная зависимость аналогична по форме экспериментальным данным и ошибка не превышает 7%. Аналогичные исследования были выполнены для Fe промышленной чистоты и Nb [293], стали [294], Си [295]. [c.175]

Материал, обладающий симметрией строений (арматура ориентирована в одном или нескольких направлениях). В направлении ориентации армирующих элементов материал приобретает высокую прочность и жесткость. Из теории упругости анизотропных материалов следует, что если известны упругие свойства материала в его главных направлениях, то расчетным путем можно определить и значения упругих свойств в любом направлении. Количество так называемых основных упругих (постоянных) констант, которыми обусловливаются свойства материала в любом направлении, зависит от типа анизотропии. На практике чаще встречается ортотропная система, имеющая три перпендикулярных друг к другу главных направления (в древесине, фанере, слоистом пластике с текстильной или однонаправленной основой и т. п.). В слоистых пластиках с текстильной арматурой , в которых направления основы тканей совпадают, вводим систему координат так, что ось х параллельна направлению основы, ось у параллельна направлению утка, а ось z перпендикулярна слоям. Упругие свойства в любом направлении в этом случае определены, если мы знаем три модуля упругости при растяжении Еу и Ег, три модуля упругости при сдвиге G y, Gy и G и три коэффициента Пуассона i y, [ly и где, например, 1ху показывает сужение в направлении оси х при растяжении в направлении оси у. [c.119]

Ншсоторые результаты числовых расчетов. Известно, что упругие свойства стеклопластика в основном определяются свойствами и ориентацией стеклонаполнителя. Модули упругости в главных направлениях анизотропии зависят от числа стеклонитей, ориентированных в этих направлениях анизотропии. Следовательно, при заданной суммарной плотности ткани по основе и утку сумма модулей упругости в главных направлениях анизотропии Ех Ег остается почти постоянной. Исходя из этого и с целью исследования влияния модуля сдвига ткани для сравнительных расчетов были выбраны сходные данные, представленные в табл. 8. [c.228]

Следует отметить, что трещинные коллектора специфически проявляются в волновом поле. Это связано-с резкой дифференциацией физико-механических свойств среды непосредственно в области трещины и ее окрестности. В процессе трещинообразования в геологической среде формируется область с аномальными свойствами прохождения и отражения упругой волны. Кроме того, при некоторой упорядоченности азимутальной и вертикальной ориентации трещин (в ограниченном объеме) возникает анизотропия упругих характеристик геосреды, что, в свою очередь, приводит к анизотропному распространению упругих волн в этой среде. [c.43]

Полученное выше соотношение между G и he осуществимо лишь в тех пределах значений переменных,в которых свойства полимера описываются энтропийной теорией высокоэлаетичности. Это подтверждается равенством между значениями Од, подсчитанными по анизотропии термического сопротивления, и значениями Ge (рис. 2-10), определенными по измерению модуля упругости клеевой прослойки на основе ПС. Отсюда можно видеть, что процесс ориентации обусловлен исключительно энтропийным механизмом упругости. При этом плот- [c.61]

Большинство полимерных волокнистых композиций обладают резко выраженной анизотропией свойств и, как указывалось в гл. 2, их упругость должна характеризоваться по крайней мере пятью или шестью модулями упругости. Если волокна ориентированы в одном направлении (однонаправленные композиции) (см. рис. 2.1), то из этих модулей упругости важнейшее значение имеют четыре продольный модуль Юнга (растягивающее напряжение направлено вдоль оси ориентации волокон) трансверсальный модуль Юнга Ет (растягивающее напряжение направлено перпендикулярно оси ориентации волокон) продольно-трансверсальный модуль упругости при сдвиге (сдвиговое напряжение действует вдоль оси ориентации волокон) трансверсальный модуль упругости при сдвиге Отт (сдвиговое напряжение Действует перпендикулярно оси ориентации волокон). [c.263]

В аморфных каучуконодобных полимерах выше темп-ры стеклования осуществляется сравнительно более медленный механизм Ф., связанный с раскручиванием и ориентацией значит, участков полимерных цепей за счет броуновского сегментального движения [3, 4 . Если онтич. анизотропии, возникающие нри упругих деформациях и при раскручивании и ориентации цепей, имеют противоположные знаки, то при установлении равновесного значения двойного луче-иреломления после приложения нагрузки будет происходить изменение знака двулученреломлепия. Изучение временного хода Ф. в полимерах в высоко-эластич. состоянии при статич. и динамич. нагрузках может быть использовано для исследования релаксац. свойств и молекулярного движения в полимерах. Из равновесного значения постоянной Брюстера к = Ап/Р можно определить оптич. анизотропию статистич. сегмента полимерной цепи (т. е. участка цепи, [c.357]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...