Анизотропия свойств материала

Зависимости для напряжений [61] позволяют учесть локальность нагружения, анизотропию свойств материала, влияние сдвигов и поперечного обжатия. В частном случае они вырождаются в классические формулы, полученные на основе гипотезы Бернулли. Пренебрегая трансверсальной сжимаемостью материала, т. е. считая 1/ 2 О, получим [c.39]

Из представленных данных следует, что расчет напряжений Ох по формулам (2.17) и (2.20) при малых отношениях может привести к большим погрешностям. Погрешность определяется анизотропией свойств материала. Наи- [c.39]

Очевидно, наиболее неблагоприятно сочетание высокой концентрации напряжений и низкой сопротивляемости разрушению материала. Такие случаи имеют место в сварных конструктивных узлах, форма которых вызывает местную концентрацию напряжений. Одновременно в результате сварки получается большая анизотропия свойств материала между материалом шва, зоной термического влияния и исходным материалом конструкции. [c.267]

В случае большой анизотропии свойств материала необходимо учитывать дифференцирование скорости развития усталостных трещин в зависимости от направления напряжений. Для правильной оценки количества циклов нагрузки, вызывающих в конструкции развитие трещины до критической, необходимо иметь данные о константах материала С и т в формуле Пэриса [c.269]

Характеристики цикла упругопластических деформаций можно определить по экспериментальным кривым циклического деформирования, полученным при малоцикловых испытаниях образцов из конструкционного материала в жестком или мягком режиме нагружения. Использование реальных диаграмм циклического деформирования для всего рассчитываемого диапазона чисел циклов нагружения позволяет учесть действительное поведение материала в условиях малоциклового термомеханического нагружения кинетику циклического деформирования, нелинейные эффекты при разгрузке-нагрузке в упругой области (упругий гистерезис), циклическое упрочнение, разупрочнение, стабилизацию эффект Баушингера в исходном (нулевом) полу-цикле нагружения и его изменение в процессе повторных нагружений циклическую анизотропию свойств материала. [c.79]

На микротвердость металлов и сплавов могут в значительной мере влиять такие факторы, как подготовка поверхности образца, анизотропия свойств материала и микронеоднородность структуры, связанная, например, с ликвацией или неравномерной степенью деформации различных зерен. Для исключения влияния наклепа поверхностного слоя шлифа, особенно в случае сравнительно мягких материалов, следует применять электролитическое полирование образцов. [c.31]

Учет влияния анизотропии материала не всегда производится при расчетах прочности конструкций. Чаще всего это объясняется усложнением расчетной методики. В то же время пренебрежение учетом анизотропии свойств материала часто в значительной мере искажает результаты расчета по сравнению с истинным положением вещей. [c.240]

Кроме того в рассматриваемой модели учитывается один геометрический параметр (длина или глубина) микроструктурно короткой трещины, инициированной с поверхности, и не учитываются ориентация плоскости трещины и ее кинетика в связи с анизотропией свойств материала. В этой связи представляются перспективными исследования, связанные с моделированием как микроструктуры металлов, так и кинетики роста трещин, а также использование нейронных сетей для статистического моделирования роста коротких усталостных трещин. [c.42]

Явление неоднородности структурных, физических и других свойств по разным направлениям кристаллов получило название анизотропии свойств материала. В тех случаях, когда различие в структуре физических и других свойств в разных направлениях у тел не наблюдается, имеет место изотропия [1,4, 11, [c.66]

Остановимся на алгоритме Уилкинса более подробно, чем это делалось ранее, так как ниже он несколько модифицирован, с тем чтобы учесть зависимость исходных соотношений от ф, анизотропию свойств материала и вязкость по Фойгту. [c.226]

Амплитуда деформаций 80, 91 Анизотропия свойств материала 28, 338 Асимметрия цикла 116—117, 271 [c.447]

Кроме того, условие прочности, определяющее наступление опасных деформаций, приводящих к образованию микро- или макротрещин либо к нарушению нормального функционирования изделия из-за недопустимо больших деформации, должно содержать время и ряд структурных параметров, характеризующих как свойства материала (анизотропия, предел текучести и т. п.), так и характер приложения нагрузок. Таким образом, общее условие [c.161]

Эта предпосылка используется при решении большинства задач сопротивления материалов, хотя для некоторых материалов она весьма условна (например, для дерева, свойства которого в направлениях вдоль и поперек волокон различны). Материалы, свойства которых в различных направлениях различны, называются анизотропными. При решении некоторых задач необходимо учитывать различные свойства материала в различных направлениях, т. е. его анизотропию. [c.19]

С увеличением содержания углерода, как правило, повышаются твердость и износостойкость сплавов. Важными характеристиками, связанными с триботехническими свойствами материала, являются тип кристаллической решетки, число и характер распределения ее дефектов, анизотропия свойств кристаллов. [c.14]

Если заготовки из одного и того же материала получать различными способами (литье, обработка давлением, сварка), то они будут обладать неидентичными свойствами, т. к. в процессе изготовления заготовки происходит изменение свойств материала. Так, литой металл характеризуется относительно большим размером зерен, неоднородностью химического состава и механических свойств по сечению отливки, наличием остаточных напряжений и т. д. Металл после обработки давлением имеет мелкозернистую структуру, определенную направленность расположения зерен (волокнистость). После холодной обработки давлением возникает наклеп. Холоднокатаный металл прочнее литого в 1,5...3,0 раза. Пластическая деформация металла приводит к анизотропии свойств прочность вдоль волокон примерно на 10... 15 % выше, чем в поперечном направлении. [c.26]

Магнитная анизотропия. Способность материала намагничиваться зависит от ряда факторов. Магнитные свойства неодинаковы в различных кристаллографических направлениях. Так, если поле направлено вдоль ребра кристалла железа, то магнитная индукция при той же напряженности поля Н выше, чем в случае направления поля вдоль диагонали основания или вдоль главной диагонали направлениями наиболее легкой намагниченности в кристаллах железа являются направления, параллельные ребрам кристалла. Аналогичные направления облегченного намагничивания, существуют и в других ферромагнитных кристаллах. Различие в магнитных свойствах вдоль разных кристаллографических наиравлений представляет собой магнитную анизотропию. Количественной мерой магнитной анизотропии служит константа магнитной анизотропии K,v Она оценивается разностью энергии намагничивания (до насыщения) единицы объема материала по направлениям наиболее легкого и наиболее трудного намагничивания. Такими направлениями, как сказано. [c.231]

Геометрия пространственного армирования создается исходя из условий нагружения материала и должна обеспечивать целенаправленную анизотропию свойств. Увеличение числа на- [c.17]

В целях корректного определения характеристик материала при сдвиге из опытов на изгиб необходимо исследование максимальных значений касательных напряжений в различных сечениях по длине балки в зависимости от изменения 1к и анизотропии свойств. [c.40]

Общий случай анизотропии упругих свойств слоя. Композиционный материал, разбитый на чередующиеся плоские слои параллельно плоскости 12 (см. рис. 3.11), обладает неоднородностью упругих свойств в направлении 3, перпендикулярном слоям, тогда как вдоль слоев его свойства постоянны. В этом случае задача вычисления эффективных значений упругих констант материала является одномерной и точно решается для произвольного набора толщин и свойств слоев. В силу одномерной зависимости упругих свойств материала от координаты из уравне- [c.65]

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]

Любая анизотропия свойств вызывает неоднородное пластическое деформирование материала, что находит свое отражение в изменении предела текучести. [c.241]

Отсюда следует, что материал с щ -I- Р )-структурой по объему дисков может проявлять разную чувствительность к росту трещин и при сочетании в зонах зарождения трещин отмеченной анизотропии свойств с глобулярной структурой живучесть при синусоидальной или треугольной формах цикла нагружения в области МЦУ может иметь более чем трехкратный разброс. [c.361]

Анизотропия свойств проката не только влияет на скорость волн в разных направлениях, но и резко ослабляет амплитуду сигналов вследствие интерференции и рассеяния. На рис. 6.27 приведены кривые изменения амплитуды сигналов, отраженных от пересечения просверленного отверстия с внутренней поверхностью трубы, в зависимости от направления прозвучивания и углов ввода, полученные при использовании совмещенного преобразователя. Отметим, что в отличие от изотропного материала амплитуда сигнала в этом случае сильно зависит от направления прозвучивания. При а 70 для ф =-90° амплитуда сигнала значительно выше, чем при ф -= 0°. Это объясняется текстурой проката. При любом ф =/= 0 90 волна, вводимая в металл, разлагается на две компоненты, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях и распространяющиеся с разными скоростями (см. рис. 6.27). При изменении (р сдвиг фаз этих компонент [c.327]

Как композит из анизотропных элементов может быть изотропным на более высоком масштабном уровне, так и материал, составленный из изотропных компонентов, может быть и в большинстве случаев является анизотропным. Та же сталь в виде проволоки, помещенной в резиновую матрицу, образует материал, обладающий анизотропией свойств. Железобетонная балка является примером армированного анизотропного материала, а хаотически ориентированные короткие стальные волокна в бетоне на масштабном уровне, существенно большем по размеру длины волокна, представляют пример квазиизотропного материала. [c.11]

Наличие у материалов циклической анизотропии свойств отражается введением (А — А ). В выражении (2.1.4) члены А (ёда — и А ёт , s тV2)exp [р(А - 1)] характеризуют поведение материала без учета циклической анизотропии. [c.68]

Основным легирующим элементом дисковых Ti-сплавов является А1, содержание которого по техническим условиям в материале одной плавки может колебаться от 5 до 6,5 %. Исследования роли А1 показали [77], что повышение его содержания свыше 6 %, во-первых, сопровождается образованием высокодисперсионных выделений охрупчи-вающей г фазы во-вторых, препятствует снижению анизотропии свойств материала, так как способствует сохранению полученной при штамповке вытянутости кристаллов Р .-фазы. Поэтому следует ожидать, что с повышением содержания AI более 6 % в зоне роста трещины происходит охрупчивание материала, которое может привести к преимущественному росту трещины по межфазовым границам и соответствующему повышению СРТ. [c.361]

Степень ориентировки анизометричных частиц зависит от формы и длины пути, проходимого ими при прессовании. Наибольший путь проходят частицы при формовании изделий на прошивных прессах. Этим объясняется большая анизотропия свойств у изделий, отформованных выдавливанием. При формовании возникает не только анизотропия свойств материала, но и его разноплотность. Последующая термообработка материала (обжиг и графитация), а также уплотнение пеком и смолами мало меняют анизотропию свойств. [c.20]

Древесно-слоистые плистики (ДСП) — искусственный древесный материал, изготовленный из лущеного шпона, пропитанного и склеенного резольным фенолоформальдегидным полимером. Существенная анизотропия свойств материала достигается при одинаковом расположении волокон в смежных слоях, и, наоборот, одинаковые механические свойства в разных направлениях обеспечиваются при взаимно перпендикулярном расположении волокон. [c.368]

Таким образом, повышенная прочность текстуированного материала в направлении выдавливания может быть эффективно использована в конструкции. В тех случаях, когда по условиям конструкции не допускается значительная анизотропия свойств материала, рекомендуется производить проковку (осадку) выдавленной заготовки с целью деформирования в перпендикулярном направлении к оси выдавливания, или использовать горячепрессованные заготовки. Однако последние по прочности в одном из направлений будет несколько уступать заготовке, полученной первым способом. [c.199]

Ковка и штамповка предварительно выдавленных заготовок но сравнению со штамповкой горячепрессованных заготовок имеет ту особенность, что в нервом случае материал заготовки за счет текстуры имеет механические свойства вдоль оси выдавливания в 2—2,5 раза выше, чем у горячепрессованных заготовок. Свойства предварительно выдавленной заготовки поперек оси выдавливания (определяемые главным образом свойствами исходного материала) такие же, как у горяче-прессованно заготовки. При штамповке анизотропия свойств материала по сравнению с исходной заготовкой может быть в той или иной степени понижена в зависимости от характера течения металла, определяемого конфигурацией штамповки. [c.204]

Из сложного характера поведения резин при предразрывном деформировании также следует ожидать анизотропию свойств материала механика анизотропных материалов [543, 544] сложнее, чем изотропных. [c.223]

При бхлаждении отформованных изделий из эластифицированных термопластов до температур ниже Т , матрицы, ориентация деформированных в процессе течения частиц эластической фазы замораживается, что приводит к возникновению анизотропии свойств материала в дополнение к анизотропии, вызываемой ориентацией самой матрицы [78, 79]. Чем ниже степень вулканизации частиц эластомера в композиции, тем заметнее проявляется эффект анизотропии, вызванный деформированием частиц процессе течения (табл. 1У.9) [78]. Ударопрочный полистирол, содержащий слабо вулканизованные частицы эластичной фазы, приобретает значительно большую анизотропию свойств в процессе формования, чем пластик АБС, в котором эластичная фаза имеет более высокую степень вулканизации. [c.173]

Для таких исследований наиболее подходящим объектом как по значимости, так и по возможности деформирования разными способами являются цилиндрические детали — оси, валы, трубы. Можно использовать и винтовые пружины, получаемые навивкой из прутка, так как свойства пружины во многом зависят от анизотропии свойств материала прутка или проволоки. Основным фактором, управляющим направлением скольжения, является деформационно-силовая схема в очаге деформации металла, форма и размеры инструмента, варьируя которые можно обеспечить заданную неравномерность деформации и преимущественное скольжение в металле в любом направлении. В поли-кристаллическом материале на направление и действующую систему скольжения оказывает влияние разориеп-тация соседних зерен. Однако, несмотря на наличие различно ориентированных зерен и в каждом из них -нескольких плоскостей и направлений легкого скольжения при деформировании статистически выделяется преимущественное направление полос скольжения в зернах, совпадающие с направлением максимального касательного напряжения [26, 27, 28 35], при этом имеется некоторый угловой интервал концентрации плоскостей скольжения около направлений действия максимальных касательных напряжений [26, 29]. [c.14]

Решение в виде степенных рядов. Многие конструкционные материалы являются анизотропными, т. е. их свойства, измереннные в разных направлениях, не совпадают. Простейший вид анизотропии — грансверсальная (поперечная) анизотропия. В прямоугольной системе координат при такой анизотропии свойства материала одинаковы в любом направлении в одной плоскости (например, в плоскости ху), но отличаются от свойств в поперечной плоскости хг. Многие слоистые материалы (например, слоистые пластики) состоят из чередующихся тонких слоев с разными параметрами. Если толщина каждого слоя много меньше общей толщины материала и длины волны, то такую слоистую систему можно аппроксимировать трансверсально-изотропной средой. [c.269]

Неоднородность пластических деформаций. Анизотропия свойств материала и неоднородность его структуры приводят к неоднородному распределению пластических деформаций в поли-кристаллическом теле. Так, например, исследования, проведенные поляризационно-оптическим методом [27], показали, что сталь марки 12Х18Н9Т лишь при напряжении 100 МПа деформируется упруго при о 160 МПа около 50% зерен претерпевают пластическую деформацию, а при (г = 200 МПа пластическая деформация обнаруживается во всех зернах. Пластическая де- [c.73]

Свойства композиционных материалов формируются не только арматурой (ее свойствами), но и в большей степени ее укладкой. Варьируя угол укладки арматуры (слоя), можно получить заданную степень анизотропии свойств, а изменяя порядок укладки слоев и угол укладки их по толщине, можно эффективно управлять нзгиб-ными и крутильными жесткостями композиционного материала. Для достижения этой цели, а также для установления типа анизотропии материала, а следовательно, и числа определяемых характеристик, систему координат слоя обозначают индексами 1, 2, 3, а композиционного материала х, у, г. Угол укладки слоев в плоскости ху обозначают ос. Все это способствует выявлению наиболее общих закономерностей создания композиционных материалов, которые обусловлены главным требованием 1 классификации с точки зрения механики материалов — установления закона деформирования и зависимости свойств от угловой координаты. Поэтому подробную классификацию целесообразно проводить на основе конструктивных принципов. Исходя из них, все структуры можно разделить на две группы — слоистр, е и пространственно-армированные. [c.4]

Наличие волокон с высокой жесткостью позволяет варьировать в самом широком диапазоне зависимость уд ль-ной прочности композиционных материалов от их удельной жесткости. Это обусловливает существенные преимущества композиционных материалов перед металлами, где удельная жесткость примерно постоянная при некотором изменении удельной прочности [15]. Управление удельной жесткостью и прочностью, а также другими физико-механическими характеристиками в плоскости армирования осуществляется нзд1енением укладки волокон или одноосных тканей различного плетения как в плоскости, так и по толщине пластины или изделия [2, 14]. При этом характеристики композиционных материалов перпендикулярно плоскости армирования практически не изменяются [25]. Варьирование укладки волокон приводит не только к изменению степени анизотропии свойств, при незначительном изменении сопротивления межслойному сдвигу и поперечному отрыву [20, 69]. Наличие переменной укладки по толщине приводит к существенному увеличению неоднородности структуры композиционного материала, что необходимо учитывать при расчете конструкций из таких материалов [2, 104]. Выбор закона укладки в плоскости и по толщине пакета подчиняется назначению конструкции. Таким образом, использование высокомодуль-пых волокон при традиционных схемах армирования, когда толщина изделия создается набором плоских армирующих элементов — ирепрегов или слоев ткани, не устраняет указанных выше отрицательных особенностей композиционных материалов. [c.8]

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]

Изучению ударных воздействий на изотропные тела посвящена обширная литература, частично отраженная в книге Голдсмита [62]. Однако анализу аналогичной проблемы применительно к композиционным материалам в ней уделено мало внимания. Поскольку использование решения задачи об ударном воздействии обычно предусматривает предсказание или предотвращение разрушения материала, ее реалистическая постановка должна учитывать неупругие и нелинейные эффекты. Существенными оказываются также свойства материала при высоких скоростях деформирования, а неоднородность и анизотропия композиционных материалов приводят к увеличению числа возможных форм разрушения. Формы разрушения, характерные для изотропных [c.311]

В главе затронуты способы перехода от свойств материала на микро- или миниуровне ) к свойствам на макроуровне и подчеркнута их важность. Автор позволит себе напомнить читателю, почему и каким образом свойства компонент и композита могут оказаться принципиально различными. Элемент конструкции, обладающий анизотропией свойств, [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...