Разрушение волокнистых композитов матрицы

Механизмы, определяющие вязкость разрушения волокнистых композитов, можно изучать на идеализированных композитных системах это позволяет оценить роль поверхности раздела. Рассмотрим сначала, какой вклад вносят волокно и матрица по отдельности затем обсудим, как влияет в этом отношении поверхность раздела. [c.279]

Кинетика разрушения волокнистых композитов с упругопластической матрицей [c.147]

Исследуем процессы неупругого деформирования и структурного разрушения волокнистых композитов регулярной структуры с упругопластической матрицей при нагружении в поперечной плоскости на основе решения краевой задачи для ячейки периодичности, состоя- щей из уравнений равновесия (6.56) при отсутствии массовых сил, геометрических соотношений (6.57), определяющих уравнений для активного нагружения (6.5) и линейных соотношений связи приращений напряжений и деформаций при разгрузке, а также граничных условий [c.148]

Рассмотрим подробнее феноменологическую сторону вопроса разрушения поверхности при трении. Поверхностный слой при сухом трении находится в сложно-напряженном состоянии сжатия со сдвигом. В работе [12] приводятся данные, полученные на основе изучения береговой линии частиц износа, которые показывают, что сила трения может инициировать в поверхностном слое как трещины нормального отрыва, так и трещины сдвига. Береговая линия каждой частицы образуется в результате объединения различных видов трещин. Можно предположить, что АЭ сигналы, соответствующие этим двум видам трещин, должны различаться. Это предположение основывается на результатах исследования разрушения волокнистых композитов. При этом было показано, что разрушение волокон при приложении осевой нагрузки к ним сопровождается относительно короткими сигналами АЭ, а разрушение же элементов композита, обусловленное сдвиговыми процессами (разрушение межфазовых границ раздела, вытягивание волокон из матрицы), сопровождается длинными сигналами АЭ. В нашем случае в качестве критерия относительной длины сигнала можно взять отношение двух измеряемых параметров АЭ сигнала - числа осцилляций 8 в сигнале к его максимальной амплитуде А в мВ на выходе канала усиления. Можно сделать еще одно предположение, которое заключается в том, что в первую очередь в поверхностном [c.69]

Настоящее обсуждение не ограничено одним только типом композитов — рассмотрены композиты с полимерной, металлической и керамической матрицами, а также композиты, упрочненные частицами, и волокнистые композиты. Кроме того, вопросы разрушения и усталости рассматриваются также и в других томах настоящего издания, и в них дано соответствующее широкое обсуждение этих вопросов. Тем не менее я чувствовал, что отдельный том по разрушению и усталости, в котором рассмотрение не ограничено типами материалов, мог бы помочь перенести некоторые достижения технологии, разработанной для одного класса материалов, на другие классы. Например, очень часто исследователи, занимающиеся композитами с полимерной матрицей, не читают литературу по металлам, и наоборот. [c.9]

После описания некоторых временных свойств составляюш их материалов самое время исследовать временные свойства и самих композитов. В отличие от некоторых механических свойств волокнистых композитов, которые могут быть определены по правилу смесей , определение длительной прочности вообще гораздо сложнее. В особенности это проявляется, если рассматривать хрупкие волокна, которые в окружении вязкоупругой матрицы обладают различными значениями прочности. Такая комбинация волокно — матрица может привести к замедленному разрушению композита под напряжением, даже если он однонаправленный и нагрузка прикладывается в направлении волокна. [c.285]

До сих пор мы обсуждали механическое поведение волокнистых композитов в условиях длительного нагружения. Мы видели, что как матрица, так и волокно дают вклад в процесс замедленного разрушения, каждый своим собственным путем и посредством различных механизмов. Не меньший интерес представляет реакция композита на внешние нагрузки, прикладываемые с разными скоростями деформации. В особенности интересно знать, как влияет повышение скорости деформации на разрушение композиционного материала. [c.316]

В период 1964—1968 гг. отдельные исследователи изучали усталостное поведение волокнистых композитов с металлической матрицей. Технология производства композитов быстро развивалась в течение этого периода, и поведение композитов при разрушении было непостоянным и непредсказуемым. Несмотря на эти трудности, были обнаружены некоторые важные качественные закономерности сопротивления усталости, которые служат предварительной основой для более быстрого развития современного понимания усталостной прочности композитов. [c.396]

Алюминий 6061, армированный волокнами бора, является в настоящее время наиболее усовершенствованным волокнистым композитом с металлической матрицей. На рис. 1, а приведены кривые напряжение — число циклов до разрушения (S — N) для характерных современных композитов, а микроструктуры их поверхностей раздела изображены соответственно на рис. 1, б для волокон без покрытия и на рис. 1, в для волокон с покрытием Si ). [c.398]

Армирование металлов прочными жесткими волокнами может значительно поднять предел усталости. При этом не только увеличивается несущая способность композита, но и усталостные трещины могут задерживаться, тормозиться и отклоняться волокнами. Усталостные процессы в металлах, армированных волокнами, можно охарактеризовать следующим образом в процессе одноосного циклического нагружения композиты имеют тенденцию к циклической устойчивости, к отсутствию значительного упрочнения или разупрочнения. Как и в металлах, усталостные трещины зарождаются на свободных поверхностях, но могут также возникать и внутри композита около оборванных волокон или у их концов. Поверхности раздела волокон и матрицы могут задерживать или тормозить усталостные трещины или же менять направление их роста таким образом, что распространение становится относительно безопасным. Поскольку мест для возможного зарождения трещин много и поверхности раздела способны изменять направление роста трещин, отличительной чертой поверхностей усталостного разрушения в волокнистых композитах в случае высокой усталостной прочности является их крайне неровный характер. [c.437]

Высокая прочность современных волокнистых композитов в направлении армирования хорошо известна и широко используется. Этого нельзя сказать об уровне понимания механизмов разрушения при растяжении и влияния на них свойств составляющих композит материалов. Однако существует ряд методов, учитывающих отдельные важные аспекты процесса разрушения, на основании которых можно создать рациональную теорию разрушения композитов при растяжении в направлении волокон. Показано, что прочность композита, состоящего из пластичных фаз, определяется из прочности волокон арматуры посредством правила смесей ). При вычислении этим методом прочности композита с хрупкими волокнами возможны ошибки, связанные со статистической природой прочности волокон и с эффектами, возникающими из-за значительного различия в модулях упругости волокон и матрицы. [c.39]

Рис. 6.2. Характерный вид разрушения при сжатии волокнистого композита на основе металлической матрицы

На рис 7.12 показана последовательность возникновения и развития зон пластичности и разрушения в матрице при одноосной деформации сжатия волокнистого композита (объемная доля волокон 0,188, отношение полуосей эллипса 0,67). Здесь и далее точки, отмеченные на диаграммах, характеризуются формой и расположением зон неупругого деформирования, показанных на изображениях фрагментов ячейки периодичности с соответствующими номерами. [c.149]

Рис. 7.12. Кинетика разрушения упругопластической матрицы при деформировании волокнистого композита (е = О, ej < 0) //А — зона пластичности, I I I И — зона разрушения

Развитие усталостного разрушения волокнистых композиционных материалов существенно зависит от объемных долей армирующих волокон. При малых долях волокон разрушение на микроструктурном уровне начинается с возникновения усталостных трещин в матрице, и далее развитие процесса разрушения зависит от того, насколько эффективно волокна и границы раздела между компонентами способствуют торможению, отклонению и задержке микротрещин [105]. В этих случаях усталостное разрушение развивается одинаково и в композитах с хрупкими волокнами (алюминий-бор), и в композитах с пластичными волокнами (алюминий-сталь). [c.28]

Согласно Келли [3, 7], единственная возможность добиться разрушения частиц и тем самым обеспечить их максимальный вклад в прочность состоит в том, чтобы придать им волокнистую или чешуйчатую форму. Тогда течение материала вдоль волокон вызовет их разрушение, если волокна имеют достаточную длину. Это обстоятельство лежит в основе принципа волокнистого армирования. Цель создания такой микроструктуры—не предотвратить полностью течение материала, а сделать так, чтобы оно вызвало нагружение прочных волокон-частиц и позволило полностью использовать их прочность. Таким образом, основная функция матрицы в волокнистых композитах — передача нагрузки на высокопрочные волокна. [c.189]

Разработан ряд прямых методов измерения характеристик напряженного состояния на поверхности раздела и адгезионной прочности. Поляризационно-оптический метод волокнистых включений наиболее надежен при определении локальной концентрации напряжений. Испытания методом выдергивания волокон из матрицы пригодны для измерения средней прочности адгезионного соединения, а методы оценки энергии разрушения — для определения начала расслоения у концов волокна. Прочность адгезионной связи можно установить по результатам испытаний композитов на сдвиг и поперечное растяжение. Динамический модуль упругости и (или) логарифмический декремент затухания колебаний применяются для определения нарушения адгезионного соединения. Динамические методы испытаний и методы короткой балки при испытаниях на сдвиг обычно пригодны для контроля качественной оценки прочности адгезионного соединения и определения влияния на нее окружающей среды. [c.83]

В волокнистых металлических композитах, за исключением композитов с направленной эвтектикой, волокно и матрица, как правило, не находятся в состоянии химического равновесия. Из всех факторов, воздействующих на усталостную прочность композита, вероятно, самым малопонятным является влияние прочности и микроструктуры на границе раздела волокна и матрицы. Увеличение прочности происходит в результате того, что посредством касательных напряжений усилия передаются через границу раздела волокна и матрицы, и высокомодульные волокна несут большую часть приложенных параллельно им нагрузок. Поверхности раздела играют и другую важную роль в сопротивлении разрушению, контролируя вид распространения трещин они могут отклонять распространяющиеся трещины и задерживать рост трещин. [c.396]

Для большинства жестких наполнителей в тех случаях, к /дз поверхность раздела прочна, вязкость разрушения уменьшается с ростом их объемной доли увеличение объемной доли напглнителя сопровождается усилением стеснения и пластического течения матрицы. В широко исследованной системе кобальт — карбид вольфрама стеснение матрицы при 80 об.% упрочнителя достаточно велико, чтобы не происходило ее заметного пластического течения поэтому разрушение происходит почти исключительно путем связывания трещиной в матрице смежных разрушенных карбидных частиц. В этой ситуации прочность при разрушении существенно зависит от тех же статистических функций, которые описывают разрушение волокнистых композитов если довольно много частиц разрушено, то несущая способность остальных частиц оказывается недостаточной и композит будет разрушаться. При меньшей объемной доле упрочнителя более значительную роль играют характеристики матрицы [48]. [c.303]

В предыдущих исследованиях, о которых здесь упоминалось, материал матрицы предполагался упругим. Однако во многих практически важных случаях связующим является полимер с вязкоупругими свойствами, которые могут быть описаны соотношениями линейной теории вязкоупругости. Наличие разрывов в волокнах (вследствие их неравнопрочности) приводит к возникновению локальных сдвиговых напряжений в матрице, которые, как можно предположить, релаксируют. В результате все более длинные части волокон около разорванных концов не могут нести нагрузку. Такая последовательность разрывов, следующих один за другим, наводит на мысль о существовании временной зависимости процесса разрушения волокнистых композитов даже для однонаправленных, нагруженных в направленииТволокна. Дадим здесь краткий обзор модели Розена [56], на которой основывается и наша, с тем чтобы применить ее к анализу вязкоупругой матрицы. [c.286]

Другой возможный механизм разрушения композита состоит в следующем. При существующей технологии изготовления волокнистых композитов нельзя быть уверенным в том, что волокна распределятся в матрице равномерно. Всегда возможны образования, подобные показанным схематически на рис. 20.6.3. Несколько волокон оказываются плотно сомкнутыми между собою, образуя цепочку длиной с. Если разорвется одно В1элокно [c.701]

Потенциальные возможности волокнистого композита в наибольшей степени проявляются при его нагружении в направлении волокон. В этом случае очень важен механизм передачи нагрузки от волокон к матрице и обратно. Существуют четыре возможных вида разрушения (1) разрыв волокна, (2) сдвиговое разрушение на границе раздела, (3) разрыв по границе раздела от растяжения и (4) разрыв матрицы. Полный микромеханиче-ский анализ напряжений должен предсказывать вид разрушения в данном композите и определять оптимальные свойства компонентов композита. [c.517]

Динамические фотоупругие исследования композитов сравнительно немногочисленны. Хантер [37] описал предварительное динамическое фотоупругое исследование распространения волны в модели композита. Двумерная модель, состоящая из чередующихся полос материалов волокна и матрицы , подвергалась взрывной нагрузке на одном конце при фотографировании динамических картин полос в качестве источника света применялся лазер с модулированной добротностью. Исследование носило качественный характер, а модель была нереалистической, поскольку отношение динамических модулей материалов волокна и матрицы составляло всего 1,61. Автор [16, 17] провел фотоупругое исследование динамики распространения трещин в более реалистической модели волокнистого композита. Цель этой работы заключалась в изучении распространения в матрице однонаправленного волокнистого композита трещины, возникающей при разрушении одного внутреннего волокна. Внезапно высвобождающаяся энергия обычно вызывает распространение трещины по направлению к соседним волокнам. Постановка эксперимента и результаты этого иследования вкратце описываются ниже. [c.540]

Высказывалось предположение, что возможны случаи, когда предпочтительна слабая поверхность раздела. Согласно Куку и Гордону [12], поле напряжений у вершины развивающейся трещины включает не только главные напряжения, стремящиеся раскрыть трещину в направлении ее распространения, но и напряжения, стремящиеся раскрыть ее в перпендикулярном направлении. Значит, эти дополнительные напряжения могут раскрывать плоскости с ослабленной связью, пересекаемые магистральной трещиной. Эм бери и др. [17] применили эти представления к случаю разрушения слоистых композитов. Они показали, что в пакете стальных листов распространение трещины задерживается процессом расслаивания это приводило к важному результату — снижению температуры перехода от вязкого разрушения к хрупкому более чем на 100 К. Эти исследования были продолжены Олмондом и др. [2], которые получили ряд новых данных об указанном типе структур, тормозящих распространение трещины. По очевидным соображениям аналогичный подход применим и к волокнистым композитам этот вопрос рассмотрен в гл. 7 в связи с проблемой разрушения. Значительные объемы композита, расположенные по обе стороны от магистральной трещины, могут быть охвачены одновременным действием различных механизмов разрушения, а в таких случаях, как показали Эдсит и Витцелл [1] на примере композитов алюминий — бор, вязкость разрушения композита может превосходить вязкость разрушения металлической матрицы. [c.25]

И ЭТО может обусловить увеличение поверхностной энергии [13]. Точные измерения действительной величины поверхности отсутствуют, так что вклад данного эффекта количественно не оценивал ся. Вряд ли, однако, он может быть определяющим в отношении вязкости разрушения. В металлах поле напряжений перед трещи-. ной приводит к локальному пластическому течению. Форма этой-так называемой пластической зоны изображена на рис. 14, а. В ор--тотропном материале, главная ось которого перпендикулярна тре- щине (например, в ориентированных волокнистых композитах), зона пластической деформации, соответствующая этому полю напряжений, более сжата, как показано на рис. 14,6. Олстер [30]i проверил это экспериментально, нанеся на композит бор алюми-ний до приложения нагрузки фотоупругое покрытие. Оказалось, что в этом композите волокна ведут себя вплоть до разрушения упруго, а матрица— упругопластически. Следовательно, матрица, [c.283]

Основная цель данной главы состоит в освещении фундаментальных основ изменчивости и масштабного эффекта прочности хрупких и вязких однофазных материалов и особенно пластиков, состоящих из жестких, хрупких армирующих материалов, погруженных в растяжимые матрицы. Вследствие этого не будет возможности охватить во всех деталях многие интересные достижения в более традиционных аспектах разрушения композитов. Интересующемуся читателю можно рекомендовать некоторые другие главы данного тома и дополнительно следующие обзоры по прочности композитов Келли [15] — общее введение в теорию прочности волокнистых композитов Кортен [7, 8] — детальное обсуждение вопросов прочности пластиков, армированных стеклянными волокнами Розен и Дау [31] и Тетельман [35] — детальные обсуждения некоторых вопросов прочности композитов и подходов механики разрушения к разрушению композитов Тьени [34] — сборник статей различных исследователей, в которых представлено много примеров структуры и статистических особенностей разрушения отдельных композитов, таких, как бетоны, пенопласты, и неориентированных матов, таких, как бумага. [c.167]

Большинство композитов, описанных в настоящей главе, есть непрерывные однонаправленные волокнистые композиты (НОВК), имеющие большую объемную долю волокон. В результате продольная прочность в основном определяется прочностью самих волокон. Таким образом, если волокна обладают свойством ползучести, то им обладают и композиты на их основе. В небольшом числе работ по композитам, армированным вольфрамом и бериллием, обнаружено разрушение при ползучести. С другой стороны, разрушение под нагружением может появиться как результат комбинации двух факторов статистической прочности хрупких волокон и временных свойств вязкоупругой матрицы. Такая комбинация создает вероятность непрерывного изменения напряженного состояния внутри композита, даже при испытании на разрушение. Эти изменения также приводят к явлению запаздывания разрушения. Поэтому очень важно рассмотреть как матрицу, так и волокно при изучении длительной прочности композита, причем нужно иметь в виду, что матрицы оказывают очень незначительное влияние на кратковременную продольную прочность композитов, но играют очень важную роль в его длительной прочности. Часть работ посвящена исследованию эффектов скорости деформации на прочность НОВК оказалось, что только армированные стеклом композиты, по-видимому, чувствительны к изменениям скорости. [c.269]

В большинстве случаев практического применения волокнистых композитов объемная доля волокон велика, и они воспринимают большую часть нагрузки. Функция матрицы состоит в том, чтобы удерживать волокна вместе и передавать нагрузку от разрушенных волокон на окружающие при помощи сдвиговых напряжений вблизи мест разрывов. Это действительно так, если большинство волокон непрерывные и нагрузка прикладывается в направлении их укладки. Если они разрывны или нагрузка прикладывается не в направлении волокон (в однонаправленном композите или армированном под углом), то материал матрицы в значительной степени участвует в восприятии приложенной нагрузки. Большая часть настоящей главы посвящена однонаправленным волокнистым композитам, нагруженным в направлении волокон, поэтому роль материала матрицы здесь ограничивается перераспределением нагрузок около концов разорванных волокон (или около мест разрывов при армировании короткими волокнами). [c.279]

Теоретически прочность композитов при сжатии изучалась Розеном [74] и Шурчем [76]. Они рассматривали разрушение слоистого, а не волокнистого композита получены уравнения, описывающие потерю устойчивости композита в результате выпучивания. Было обнаружено, что при высоком содержании более жесткого компонента слои теряют устойчивость в фазе при напряжении Ос — (хт1Ут При НИЗКОЙ концентрации жесткого компонента слои выпучиваются в противофазе , т. е. происходит разрушение, при котором матрица находится в состоянии либо растяжения, либо сжатия. Теория Розена для этого случая дает [c.455]

Проиллюстрйров ы результаты решения задачи об упругоплаг стическом деформировании волокнистых композитов с учетом разрушения матрицы при нагружении в поперечной плоскости. Изложена разработанная методика учета стохастических процессов структурного разрушения, основанная на вычислении вероятностей микроразрушений по совокупности механизмов. [c.12]

Рис. 7.13. Кинетика разрушения упругопластической матрицы иа эакритиче-ской стадии деформирования волокнистого композита е = -0,5eJ) //Л эоиа пластичности, р] — зона разрушения

Рис. 7.15. Кинетика разрушения упругопластической матрицы на закрити-ческой стадии деформирования волокнистого композита (ej = -ej) //Л — зона пластичности, — зона разрушения

Необходимо также учитывать, что при оптимальных значениях параметров процесса смешивания частиц наполнителя со связующим диаметр капель связующего составляет 8—10 мкм [196]. С другой стороны, поверхность частиц, например древесного наполнителя, представлена либо частично, либо полностью разрушенными стенками древесных клеток [197]. При этом вскрытые элементы клеток имеют размеры 10 —30 мкм. Поскольку диаметр капель связующего сопоставим с размерами микронеров — ностей на поверхности частиц наполнителя, то клеевое соединение или клеевой шов по структуре ближе не к каплям или пленке связующего на подложке, а к волокнистому композиту с нерегулярной матрицей в виде кластеров. [c.199]

Для хрупких композитов использование критериев начального разрушения имеет целью определение момента начала дисперсного разрушения материала, т. е. интенсивного образования субмикротрещин и микротрещин в компонентах по всему объему композита, которое приводит к потере сплошности связующего, разру-щению адгезионного контакта между матрицей и арматурой, а в случае волокнистых композитов — к дроблению самих волокон. Критерии начального разрушения, описывающие условия возникновения дефектов структуры композита указанных типов, предложены в работах А. М. Скудры и Ф. Я. Булавса [127, 128 и др.]. [c.76]

ГО значения. Это уникальное свойство обусловливается внутренней волокнистой и слоистой структурой композита, которая может останавливать трещину до того, как ее pa3>liep станет неограниченно большим. Однако способность материала останавливать трещину допускает образование других трещин в матрице композита со временем или при возросших уровнях нагрузки. Следовательно, в ходе некоторого Щ1кла нагружения в матрице слоистого композита может развиться система трещин, распределение которых почти всегда определяется структурой армирования материала. Несомненно, что, по мере того как при возрастании нагрузки в матрице образуются трещины, происходит либо неустойчивый процесс объединения трещин, либо разрыв волокон в слоях, несущих основную нагрузку. Оба этих процесса могут вызвать окончательное разрушение композита. Следовательно, образование и накопление трещин в матрице слоистого композита снижают его прочность. Понимание основных механизмов растрескивания матрицы и создание подходящей аналитической модели, описывающей этот процесс, стали важными проблемами теории разрушения слоистых композитов. Однако на пути решения этих проблем стоят трудности как физического, так и математического характера. [c.90]

Объектами исследования в монографии являются композиционные материалы, состоящие из металлических матриц и высокопрочных неорганических волокон. Исследуются процессы разрушения бороалюминия, углеалюминия, процессы ползучести и разрушения эвтектических направленно кристаллизованных композитов и процессы усталостного разрушения слоистых композитов. Предлагаемый подход может быть применен и при исследовании волокнистых композитов с полимерной матрицей, перспективных керамических композитов, разнообразных поливолокнистых гибридных композиционных материалов. [c.9]

Среди немногих теоретических моделей, связывающих прочность волокнистого композита с прочностью связи между его компонентами, можно отметить подход, который развивается в работах М,Х. Шоршорова, Л.М. Устинова, Л.Е, Гукасяна [214]. Согласно этому подходу предполагается, что при разрушении композиционного материала развиваются два качественно различных процесса накопление разрывов волокон, или кумулятивное разрушение , и развитие трещин, приводящее к уменьшению живого сечения , или некумулятивное разрушение . Основное предположение модели заключается в том, что доля волокон, участвующих в некумулятивном процессе разрушения, прямо пропорциональна сдвиговой прочности связи волокон и матрицы. При экспериментальном определении этого коэффициента пропорциональности [214] данный подход, несмотря на довольно грубые представления о развитии разрушения, качественно отражает экспериментально наблюдаемую тенденцию перехода от объемного, рассеянного накопления повреждений в материале к локализованному разрушению при увеличении прочности связи между компонентами. Локализацией процесса разрушения отчасти объясняется и снижение прочности композита при увеличении прочности связи компонентов свыше некоторого уровня, а также наличие оптимального уровня прочности связи волокон и матрицы, что ранее отмечалось в работах B. . Ивановой, И.М, Копьева и др. [55]. [c.43]

Ползз есть композиционных материалов с дискретными и непрерывными волокнами. Вопросам ползучести волокнистых композитов посвящено немало экспериментальных и теоретических работ [92]. Наибольшую сложность представляет прогнозирование кривых ползучести композитов с дискретными волокнами в силу необходимости учета неоднородности напряженного состояния, возникающего в областях концевых участков дискретных волокон. Решались эти задачи, как правило, с использованием одномерных приближений. Например, в работе [92] рассчитывалось перераспределение напряжений в дискретном волокне в процессе ползучести матрицы (см. гл. 2, разд. 1) и учитывались статистические аспекты при оценке времени до разрушения композита (см. гл. 1, разд. 4). [c.209]

Моделирование на ЭВМ кинетики развития усталостных треаи(ин в слоистых и волокнистых композитах. Выше уже отмечалась роль границ раздела в повышении трещиностойкости композитов (см. рис. 8). Заметим, что границы раздела компонентов в ряде случаев представляют собой самостоятельный объект исследования и их роль в развитии усталостного разрушения трудно переоценить. Одна из особенностей границ раздела это неравномерность прочности соединения компонентов, которая является результатом как неравномерности контакта, так и неравномерности физико-химического взаимодействия волокон и матрицы, отмечаемой, например, при диффузионной сварке или при прокатке [2,208]. [c.234]

Волокнистые композиты, состоящие из высокопрочной хрупкой фазы в виде тонких волокон и низкопрочной пластичной фазы — матрицы,— заполняющей пространство между волокнами, обладают достаточно Bbi oKHvi сопротивлением хрупкому разрушению, высокой температурной прочностью и низкой обра батывае.мостью резанием. Сопротивление деформированию к разрушению при резании этих материалов определяется направлением сдвиговых напряжений (в плоск ости волокон или перпендикулярно им). [c.40]

На практике не всегда так ясно определимы различные виды разрушения. Композиты могут разрушаться в результате комби- нации механизмов, особенно если матрица может стать хрупкой под влиянием локального напряженного состояния. В указанных моделях единственной функцией матрицы является создание барьера для распространения трещины, а статистические результаты применимы только к прочности хрупкой составляющей. В действительности матрица может нести часть нагрузки и может влиять на величину пика напряжений в композите вследствие ее способности к пластической деформации. Растрескивание частиц не может быть независимым, так как разрушенная частица может сильно влиять на изменение распределения напряжений в ее окрестности и, следовательно, трещины не могут распределяться случайно. Влияние концентрации локальной деформации вследствие разрыва волокна в волокнистом композите обсуждено в [3] в связи со статистическими моделями Гюсера — Гурланда и Розена, приведенными в [36, 37, 77]. Связанная с ними проблема образования больших критических трещин проанализирована статистическими методами в [56]. [c.102]

Требования снижения металлоемкости конструкций при одновременном повышении прочности и надежности обусловливают разработку новых конструкционных материалов, среди которых необходимо выделить композиционные материалы с металлической матрицей. Учитывая широкое использование данного класса материалов при создании конструкций транспортного и химического машиностроения, ракетно-авиационной и космической техники, исследование процессов их разрушения представляет собой важную задачу механики конструкционного материаловедения. В ряду композитов с металлической матрицей особое место занимает бороалюминий — материал на основе алюминия, упрочненного волокнами бора. Бороалюминиевый волокнистый композиционный материал (ВКМ) обладает высокими удельными показателями прочности и жесткости, высокой стабильностью механических характеристик при повышенных температурах. Благодаря уникальным свойствам данного материала, его используют в несущих конструкциях космических аппаратов и авиационной техники [1, 2]. [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...