Напряжения на поверхности раздела радиальные

Рис. Г5. Изменение радиальных напряжений на поверхности раздела по длине изолированного короткого волокна.

В их исследовании термические радиальные напряжения на поверхности раздела оказались сжимающими и росли с ростом температуры полимеризации. Эти сжимающие остаточные напряжения компенсируют растягивающие радиальные напряжения,, возникающие на поверхности раздела при последующем сжатии образца. Поэтому прочность поверхности раздела растет с ростом температур термической обработки. Однако, если интервал температур при охлаждении слишком велик, у концов волокна развиваются дополнительные термические напряжения сдвига. Они приводят к преждевременному разрушению образца у конца волокна, так что прочность связи уменьшается, если температура термической обработки превышает оптимальную. [c.74]

Остаточное радиальное напряжение на поверхности раздела является сжимающим по линии симметрии 0°, и его величина определяется относительной жесткостью компонентов. [c.68]

Остаточные радиальные напряжения на поверхности раздела около линии симметрии 0° являются сжимающими, и их величина зависит от относительной жесткости компонентов. [c.157]

Остаточные радиальные напряжения на поверхности раздела зависят от угловой координаты 0. По мере приближения к другой линии симметрии (в данном случае к линии -30°) они меняются от сжимающих до растягивающих. [c.157]

Рис. 1д. Распределение радиальных напряжений на поверхности раздела при деформации 1% в направлении укладки волокон в композите с 65%-ным объемным содержанием стеклянных волокон и полиэфирной матрицей [4].

На рис. 1д показано распределение радиальных напряжений на поверхности раздела, вызванных равномерным сжатием в направлении волокон. Растягивающие напряжения на поверхности раздела возникают и в этом случае. [c.339]

Поперечные напряжения, возникающие в композите, схематически показаны на рис, 5 они максимальны на поверхности раздела волокно — матрица. Радиальные напряжения на поверхности [c.51]

Идея применения образцов с криволинейной шейкой заключается в том, чтобы использовать поперечные радиальные растягивающие напряжения, возникающие на поверхности раздела при [c.72]

На рис. 28 показано распределение напряжений в композите на поверхности раздела вдоль дуги между 0 и 30° при действии продольной нагрузки. Как видно из рис. 28, а, знак радиального [c.69]

В направлении, перпендикулярном оси волокна, действуют как радиальные растягивающие напряжения, так и нормальные напряжения сжатия (рис. 13) [32]. Нормальные напряжения сжатия увеличивают прочность сцепления на поверхности раздела, а растягивающие напряжения ее ослабляют. Эти напряжения вызываются также термической усадкой и усадкой при отверждении материала и зависят от размера и объемного содержания волокна в композите и модулей упругости волокна и смолы. Б углепластике нормальные напряжения сжатия полимерной матрицы составляют примерно 1,4 кгс/мм2, а радиальные растягивающие напряжения — около 0,35 кгс/мм . Следовательно, прочность композита при растяжении в. поперечном направлении понижается, так как некого- [c.262]

Остаточные термические напряжения будут вызывать трещины, путь которых будет таким, как показано на рис. 13. При > > (Хуп вокруг частицы будут образовываться либо полусферические трещины, если ур у> 7 1 либо трещины, проходящие сквозь частицу, если у . > Ур- Трещины могут также образоваться на поверхности раздела между частицей и матрицей, когда энергия разрушения поверхности раздела меньше энергии разрушения и частицы, и матрицы. Это происходит при плохих связях по границам раздела. При > р независимо от энергии разрушения двух фаз развиваются радиальные трещины. Как отмечено в работе [6], где наблюдалось большинство типов трещин, показанных на рис. 13, наиболее вредны радиальные трещины, так как они могут легко соединяться и образовывать сетку трещин между частицами. [c.40]

Для материалов со слабой поверхностью раздела большой интерес представляет распределение радиальных напряжений на границе раздела волокно — матрица. Распределения напряжений, представленные на рис. 1а — 1д, взяты из ранее неопубликованной работы [4]. Упругие константы были приняты соответствующими обычному стеклопластику с полиэфирной смолой. На рис. 1а изображен основной элемент для квадратной укладки волокон. Из условий непрерывности границы элемента должны в процессе нагружения оставаться прямолинейными. На рис. 16 дано полярное представление усадочных температурных напряжений при [c.335]

Поскольку составляющие композиций обладают различной упругостью и пластичностью, то при их совместной работе на поверхностях раздела возникает реологическое взаимодействие, в результате которого создаются радиальные и тангенциальные напряжения. Даже при простом осевом растяжении в волокнистых композиционных материалах создается объемное напряженное состояние. Последнее еще больше усложняется при учете остаточных напряжений. Остаточные напряжения в композициях имеют двоякую природу термическую и механическую. Первые возникают из-за разницы коэффициентов линейного расширения компонентов в процессе охлаждения материала от температуры его получения или эксплуатации. Второй источник остаточных напряжений — неодинаковая пластичность компонентов. Напряжения этого рода возникают при таких уровнях деформации, когда один или оба из компонентов начинают деформироваться в различной степени. Фазовые превращения, сопровождающиеся объемными изменениями, также могут быть причиной появления остаточных напряжений. [c.60]

Анализ начального разрушения заполнителя выявляет смену его механизма при возрастании параметра Е Е . При Е Е < 10 разрушение заполнителя инициируется радиальными напряжениями в точках окрестности 0,98й < г < Ь края пластинки, лежащих на поверхности раздела слоев. При [c.142]

Упругопластическая граница определяется радиусом с, где с> а. На поверхности раздела ядра и пластической зоны имеем (а) гидростатическое давление в ядре равно радиальной компоненте напряжения во внешности (Ь) радиальное смещение частиц, лежащих на границе г = а, при приращении глубины внедрения йк должно компенсироваться материалом, вытесняемым индентором (сжимаемость ядра не учитывается). [c.200]

Здесь следует отметить, что при объемной доле волокон выше критической радиальные напряжения на части поверхности раздела становятся растягивающими. Как следует из рис. 17, согласно теории, это критическое значение объемной доли составляет 80%, но по экспериментальным данным знак напряжений меняется при более низком содержании волокон — около 50%. [c.68]

Способ получения железного порошка оказывает влияние на качество изделий, но это влияние может быть компенсировано выбором схемы уплотнения при формовании порошковой заготовки. При уплотнении по схеме одностороннего или двухстороннего формования в закрытой матрице частицы незначительно перемещаются относительно друг друга в радиальном направлении. Происходит лишь осадка частиц с заполнением пустот, образованных при засыпке. При этом в местах взаимного контакта частиц возникают в основном нормальные напряжения, а доля касательных напряжений незначительна. Поэтому оксидная пленка на поверхности частиц не разрушается, а формоизменяет-ся с материалом частиц. В результате частицы порошка даже при высокой плотности образца разделены хрупкой оксидной пленкой в виде пространственной сетки, по которой происходит разрушение образца. Затем заготовку спекают в восстановительной атмосфере, например, в водороде или диссоциированном аммиаке, или в атмосфере, не допускающей окисления, например, в аргоне или азоте. [c.112]

Из рис. 23—26 видно, что максимальное отклонение любого приближения наблюдается для радиального напряжения ог — на границе раздела компонентов внутреннего пакета, а для окружного напряжения Ов — на внутренней поверхности трубы. В табл. 5.1 для различного числа пакетов N приведено процентное отношение max ог—т=э. О, 1, 2 (значения радиальных напряжений, вычисленных по теориям эффективного модуля и нулевого приближения совпадают). [c.173]

Напряжения, развивающиеся в коллекторах пароперегревателя при останове и пуске котла, можно разделить на напряжения от внутреннего давления, компенсационных усилий пароперепускных труб и термические напряжения от теплового удара, радиальной разности температур в стенке и разности температур между нижними и верхними образующими коллекторов. Суммарные напряжения на внутренней поверхности стенки коллектора можно оценить аналитически в соответствии с рекомендациями и указаниями 11.3 и на основании анализа малоцикловой усталости слабых мест определить допустимую скорость прогрева коллектора, обеспечивающую надежный режим пуска котла или условия вывода его в резерв. [c.267]

Способ повышения max при использовании многослойных дисков основан на ограничении уровня радиальных напряжений. Он заключается в заполнении всего объема между периферией маховика и валом системой концентрических колец, толщина которых достаточно мала, чтобы избежать преждевременного их расслоения. Кольца разделены податливыми прослойками, практически не стесняющими радиальных перемещений поверхностей колец. Задача состоит в выборе такой последовательности толщин концентрических колец, образующих многослойный диск заданного относительного размера, чтобы число колец было минимальным, а допустимая угловая скорость диска максимальной. [c.433]

Стабильность механических характеристик стеклопластиков в значительной степени определяется также прочностью связи компонентов. Набухание связующего приводит к снижению фрикционной составляющей связи стекловолокно-матрица в результате релаксации радиальных сжимающих напряжений, а проникновение химически активной среды на меж-фазную поверхность раздела компонентов-к снижению адгезионной связи (как в результате адсорбционного понижения прочности, так и в результате деструктивных процессов). [c.124]

На рис. 4.14 показано распределение напряжений в толстостенном цилиндре с отношением наружного и внутреннего радиусов Rq/Ri 2, определенное с помощью уравнения (4.57). Если в этом уравнении принять а= 1, то оно совпадает с уравнением Ламе для упругой деформации. При увеличении показателя степени ползучести а отличие от распределения упругих напряжений увеличивается, что аналогично характеру распределения напряжений при ползучести при изгибе и ползучести при кручении, описанным в разделе 4.1. Напряжения В тангенциальном направлении sq в общем случае при ползучести становятся максимальными на наружной поверхности, возникает градиент напряжений и в радиальном направлении. [c.109]

Снимок б — увеличенная часть снимка а, обведеш1ая рамкой. Рас1юложеч1Йе овластей отрыва коррелирует с величиной растягивающих радиальных напряжений на поверхности раздела (рис. 10). [c.59]

Рис. 14. Изменение радиальных напряжений на поверхности раздела непрерывного волокна при р азрыве соседнего волокна.

На рис. 24 приведены результаты поляризационно-оптического метода исследования напряжений в волокнистой -модели [48, 49] с квадратичным расположением волокон. Напряжения даны на графике как функция радиального расстояния от исходной точки, расположенной посредине между волокнами (эта точка схематически показана на рисунке). Из рис. 24 видно, что радиальные остаточные напряжения являются напряжениями сжатия и минимальны на поверхности раздела. Напротив, окружные напряжения— напряжения растяжения и максимальны в плоскости, находящейся посредине расстояния между волокнами, и минимальны на поверхности раздела. Продольные напряжения растяжения остаются почти постоянными в пространстве между волокнами. Этот результат особенно важен, так как при упрощенных микро-механических анализах исходят из того, что величина продольного остаточного напряжения в матрице постоянна. В боропласти-ках остаточные радиальные напряжения на поверхности раздела [c.65]

Анализ микроостаточных напряжений в композите показывает, что 1) радиальные напряжения на поверхности раздела могут быть либо растягивающими, либо сжимающими их величина определяется жесткостью компонентов и воз(растает с уменьщением соотнощения Е 1Ет они зависят также от объемной доли волокна 2) возникающее вокруг волокна касательное напряжение приводит к местному отслаиванию его от матрицы 3) окружное напряжение на поверхности раздела или в матрице является растягивающим и достаточно велико. [c.69]

Браутман [И] установил, что максимальное радиальное растягивающее напряжение на поверхности раздела возникает по линии 30°, достигая 1,6 югс/мм (табл. 1). Непосредственные измерения микроостаточных напряжений показали, что прочность адгезионного соединения составляет примерно 0,56 кгс/мм . На основании этого можно сделать вывод, что напряжение, равное 1,6 кгс/мм , достаточно для разрыва такого соединения. Окружные напряжения до линии 30° составляют 8,4—10,5 кгс/мм , т. е. близки к прочности полимерной матрицы при растяжении. Таким образом, 1в данном случае происходит растрескивание матрицы вокруг волокон на поверхности раздела, что приводит к нарушению целостности адгезионного соединения. [c.71]

Для исследования напряженного состояния на поверхности раздела были разработаны аналитические методы. К ним относятся методы механики материалов, классической теории упругости и метод конечных элементов. Метод конечных элементов является наиболее универсальным и охватывает разнообразные граничные условия. Предполагаемая величина концентрации напряжений определяется условиями на поверхности раздела. Теоретические данные показывают, что концентрация касательных напряжений на концах волокон зависит от объемной доли волокна и геометрии его конца. Из этих данных также следует, что радиальное напряжение на поверхности раздела изменяется по окружности волокна и может быть растягивающим или сжимающим в зависимости от характера термических напряжений, а также от вида и направления приложенной механической нагрузки. Следовательно, в обеспечении требуемой адгезионной прочности, соответствующей конкретным конструкциям, существует определенная степень свободы. Наличие пор и влаги на поверхности раздела, так же как и повышение температуры, ослабляют адгезионную прочность, в результате чего снижаются жесткость и прочность композитов. Циклическое нагружение почти не сказывается на онижении адгезионной прочности. Показатель расслоения является критерием увеличения локальных сдвиговых деформаций в матрице и модуля сдвига композита. Этот параметр может быть использован при выборе компонентов материалов с заданной адгезионной прочностью на поверхности раздела, И наконец, следует отметить, что состояние данной области материаловедения [c.83]

Рассмотренный метод был применен в [15] к элементарной задаче расчета напряженного состояния моноволокна, заключенного в полимерную матрицу. На рис. 5.5 для гипотетической ситуации (температура, соответствующая отсутстви ю напрял<ений, равна 200 °С и 7 g = 50° — ниже, чем у типичных смол) показаны приведенные радиальные напряжения на поверхности раздела волокно — матрица, образовавшиеся в процессе охлаждения с постоянной скоростью (по абсциссе отложено безразмерное время). Сплошные линии для двух разных конечных температур Тр получены интегрированием уравнения (5.25). На этом же рисунке показаны напряжения, развивающиеся после охлал<дения ниже Tg. Скачок напряжений в этом диапазоне температур получен при подстановке начального модуля смолы, находящейся в стеклообразном состоянии, в упругое решение. Когда Tpостаточных напряжений должно пройти много времени. [c.193]

Объемную энергоемкость ободов-ди-сков можно существенно повысить, делая их составными — нз матернала с разными свойствами. Различные попарные сочетания колец из композитов рассмотрены в 12, 17]. Более жесткий и более прочный в окружном направлении материал использовался во внешнем кольце. Сжимающее радиальное напряжение на поверхности раздела позволило повысить несущую способность колец по радиальным напряжениям, что и обеспечило прирост энергоемкости. Наибольшее увеличение объемной энергоемкости по сравнению с 5 гоахУ однородных колец (на 40%) было достигнуто при сочетании угле-н органопластика со стеклопластиком. Массовая энергоемкость при этом по сравнению с максимальной уменьшилась на 20%. [c.434]

Таким образом, не в]ь1зывает сомнения,, что напряженное состояние на поверхности раздела в композитах с короткими волокнами крайне сложно. Действительно, в этом случае напряженное состояние на поверхности раздела может бь ть наиболее жестким, поскольку, помимо значительных осевых, радиальных и тангенциальных нагрузок, поверхность должна противостоять воздействию еще большего сдвигового напряжения. [c.65]

Радиальные напряжения, опособствующие усилению или ослаблению адгезионной 1Про чности, достигают 1макси)мума на расстоянии, соответствующем половине толщины прослойки связующего между волокнами, и минимума — на поверхности раздела. [c.59]

Следует также отметить, что в соответствии с экспериментальными результатами (рис. 24) микроостаточное радиальное напряжение максимально пoqpeдинe расстояния между волокнами, а, согласно аналитическим зависимостям, достигает наибольщей величины на поверхности раздела. Однако как расчетные, так и экспериментальные данные показывают, что остаточные продольные и окружные напряжения в матрице являются растягивающими. Значения максимального напряжения (рис. 26) для Ef E m= = 60 примерно равны напряжениям, указанным на рис. 24. [c.69]

Z. Релаксация напряжения. Так как коэффициенты теплового сжатия волокон и смолы различны, то в процессе изготовления композитов на поверхности раздела возникают остаточные напря- женин. Эти напряжения могут быть сжимающими или растягивающими в радиальном по отношению к оси волокна направлении в зависимости от коэффициентов расширения волокна и смолы и объемного содержания волокна в композитах. Донер и Новак [32] установили, что для углепластика с относительным объемным содержанием наполнителя 55 об. % остаточные нормальные напряжения сжатия составляют от 0,21 до 1,75 кгс/мм , что приводит к увеличению прочности сцепления компонентов и в конечном счете к уменьшению критической длины волокна. [c.288]

При осевом растяжении композиционного материала из-за различной сжимаемости волокон и матрицы в соответствии с коэффициентами Пуассона на поверхности раздела возникают поперечные напряжения. Подробный обзор работ по расчету поперечных напряжений сделали Холистер и Томас [92]. Чаще всего для расчетов используют модель двух коаксиальных цилиндров. Внутренний цилиндр моделирует матрицу, а наружная оболочка — волокно. Радиальная компонента этих напряжений. [c.61]

Эти же авторы рассмотрели аналогичную задачу, но с соединительной прокладкой между слоями [3.114] (1968), которая беэинерционна и характеризуется только конечной, жесткостью на сдвиг. Условия равновесия прокладки приводят к равенству прогибов, а также нормальных и касательных напряжений на поверхностях примыкающих слоев. Для случая распространения гармонических волн в осевом направлении получено дисперсионное уравнение (определитель пятого порядка), в которое входит безразмерный параметр жесткости прокладки B = GH b Eyh +E2h2), где G и Ь — модуль сдвига и толщина прокладки Е[ и 2, и /12 — модули Юнга и толщины слоев. ]Дель работы состоит в исследовании влияния параметра В на колебания оболочки. В случае предельных частот (волновое число равно нулю) получены аналитические формулы для пяти фазовых скоростей (осевое и радиальное движения, три типа осевых сдвиговых движений). В общем случае вычисления выполнены на ЭВМ. Показано, что существует промежуточная область критиче- ских значений Бкр, которая разделяет области мягких и жестких В. При и Б>Б р применимы приближен- [c.206]

К- Элбаум [80, с. 238—298], рассматривая происхождение дислокаций в кристаллах, выращенных из расплава, предлагает пять различных механизмов их образования. Анализируя литературные данные и результаты собственных исследований, Д. Е. Овсиенко [70, с. 164—191] приходит к выводу, что дислокации образуются при росте кристаллов вследствие напряжений, возникающих из-за неравномерности теплоотвода, и ставит вопрос при каком градиенте температур — радиальном или осевом-—возникают напряжения, вызывающие наибольшую плотность дислокаций. Правомерность гипотез о вакансионном механизме образования дислокаций автор подвергает сомнению и предполагает, что вакансии могут лишь способствовать переползанию дислокаций и выстраиванию их в сетки, а избыточные вакансии, возникающие при охлаждении, будут частично поглощаться дислокациями и частично выходить на границу раздела фаз. Степень совершенства кристаллов зависит от плотности и характера дислокаций и других дефектов (трещин, царапин) на поверхности затравки. Применяя бездефектные бездислокаци-онные затравки, удалось вырастить монокристаллы Si без дислокаций. Путем подбора соответствующих ори- [c.71]

ИЗ конгруэнтного расплава и выпуклом в сторону расплава фронте кристаллизации На рис. 4.41 схематически показано изменение полос роста по мере расширения кристалла. В начальный период роста направление полос параллельно поверхности ра стущего кристалла, но по мере его расширения полосы принимают изогнутую форму и вдоль них возникают боль шие напряжения. Эти границы являются местом зарождения дислокаций, имеюш их вид радиально вытянутых прямых линий. Предполагают, что суш ествует два механизма возникновения радиальных дислокаций на бороздах расширения. Один из них связан с локальными напряжениями, вызванными решеточным рассогласованием, которое возникает при большом температурном градиенте на границе раздела фаз. Другой обусловлен термическими напряжениями, образуюш имися при охлаждении в тепловом поле с радиальным температурным градиентом. Однако остается неясным, какой из двух механизмов преобладает в процессе генерации дислокаций. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...