Расположение волокон квадратное

Решения были получены для двух основных типов расположения волокон — квадратного и гексагонального (рис. 3). Показано, что прочность композита (рис. 8) и напряжения на поверхности раздела (рис. 9) для этих типов расположения различаются слабо. Было исследовано и случайное расположение волокон [3, 52] в этом случае свойства композита принимают значения, промежуточные между значениями, отвечающими двум упомянутым выше типам регулярного расположения. [c.56]

Напряжения на поверхности раздела вокруг волокна при поперечном растяжении композита заметно меняются. Пример таких изменений для случая композита А1 — 50 об. /о В с квадратным расположением волокон приведен на рис. 10. Следует отметить, что наибольшее значение на поверхности раздела принимают нор- [c.56]

I — совершенная связь 2 — отсутствие связи - квадратное расположение волокон [c.57]

Рис. 9. Максимальный коэффициент концентрации нормальных напряжений на поверхности раздела при поперечном нагружении композита в упругой области. Квадратное расположение волокон 0 ц/ = 120 [21], / =20 [21], X EJE =2Q [2], ф Е /Е — д [21 гексагональное расположение волокон А / =20 [21 Г.

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]

Малый объемный процент матрицы, ведущий к созданию тонкой пленки матричной фазы между относительно жесткими, с высоким модулем хрупкими волокнами, может вызывать такое стеснение пластической деформации. Для данного объемного содержания волокна уменьшение толщины матрицы или расстояния между волокнами происходит вследствие уменьшения диаметра упрочняющего волокна или фазы. Эффект может быть очень сильным, как видно из следующего примера. Сравним два композиционных материала, содержащих 40 об. % волокна. В первом — волокна имеют диаметр 500 мкм, а во втором — 5 мкм. Для точного подсчета расстояния между волокнами необходимо использовать гексагональное или квадратное расположение волокон, что позволит определить среднюю толщину матрицы. Грубое приближение, основанное на связи диаметра волокна цилиндрической формы с равномерным покрытием матрицей, будет здесь достаточным. Волокно с большим диаметром (500 мкм) будет иметь толщину покрытия матрицей, равную 150 мкм, тогда как для волокна диаметром 5 мкм толщина матрицы составляет 1,5 мкм. Стеснение пластической деформации матрицы при испытаниях па выдергивание выражается увеличением ее сопротивления сдвигу при расстоянии между волокнами 25 мкм. При расстоянии между волокнами менее 25 мкм этот эффект выражен более отчетливо [6]. [c.270]

Для горячей штамповки деталей в большинстве случаев используют прутковый горячекатаный металл, волокна которого направлены вдоль прутка. Такие прутки удобны для штамповки деталей, в которых желательно продольное расположение волокон. Если в детали задается другое направление волокон, например поперечное (рис. 32, а), то ее нельзя штамповать прямо от прутка, а необходимо предварительно подготовить заготовку круглого или квадратного сечения (наиболее часто встречающиеся профили), затем расплющить ее до толщины и ширины, несколько превышающих толщину и дли-Правильно Неправильно ну ПОКОВКИ, после чего от нее поперек волокон [c.267]

Третья серия опытов проводилась на горизонтально расположенных образцах, имевших форму квадратных пластин. Небольшая капля ртути (от нескольких десятых миллиграмма до нескольких десятков миллиграммов) пипеткой наносилась в центр пластины условия опыта соответствовали, следовательно, двумерной задаче с точечным или, строго говоря, имеющим малый конечный радиус источником с ограниченной емкостью. Распространяющееся от центра светлое матовое пятно имеет в этом случае правильную круговую форму (впрочем, при наличии сильно текстурированного слоя на поверхности пластины скорости распространения пятна вдоль и поперек волокон несколько различаются, и в результате пятно приобретает форму эллипса,— см. рис. 134, б). Процесс распространения ртути по поверхности цинка отчетливо позволяет различать в этом случае три последовательные стадии. Первая, самая кратковременная стадия (доли секунды)— это быстрое растекание капли капля превращается в лужицу с блестящей зеркальной поверхностью размеры ее зависят, естественно, от массы ртути. Для навесок 10 мг радиус лужицы не превышает обычно 3—4 мм. [c.264]

При выборе расположения хвостовиков штампа для поковок типа тел вращения, квадратных в плане и близких к ним, рекомендуется хвостовики располагать так, чтобы гнездо для шпонки было ориентировано вдоль волокон. Это создает благоприятные условия для работы ручьев штампа. [c.199]

Адамс и Цай [3, 4], Стивенсон [142] и Сендецки [134] пытались использовать для волокнистых композиционных материалов модель с произвольным расположением волокон. Адамс и Цай моделировали композит периодически повторяющейся системой прямоугольных ячеек, содержащих сравнительно немного произвольно расположенных волокон. Для упрощения расчетов они предположили, что волокна внутри ячейки имеют квадратные поперечные сечения это позволило получить некоторые численные результаты. В частности, было установлено, что значение [c.90]

На рис. И и 12 сопоставлены геометрическая модель и модель Чена и Лина применительно к случаям квадратного и гексагонального плотноупаковавного расположений волокон в композите. Направление приложения напряжений относительно волокон схематически изображено на каждом рисунке. Нижние предельные значения поперечной прочности близки при ивадратном расположении, но заметно различаются в области средних значений объемной доли волокон при гексагональном расположении. Рис. 11 и 12 иллюстрируют рассмотренное ранее затруднение, связанное с моделью Чена и Лина, а именно, отличие от нуля значений поперечной прочности композитов при максимальной плотности упаковки волокон, когда волокна не скреплены с матрицей и касаются друг друга. Указанные модели можно было бы сравнить с помоидью имеющихся экспериментальных данных для этих композитов, но такие данные получены в основном для случайного расположения волокон. Как указывалось выше, в рамках геомет- [c.202]

Имеются номограммы для определения усредненной толщины матричного слоя при квадратном и гексагональном расположении волокон и для определения объемного содержания волокон в однонаправленных композициях. [c.229]

На рис. 14 изображена зависимость отношения модуля упругости композиционного материала в поперечном направлении к модулю упругости матрицы от объемной доли волокна и отношения модуля упругости волокна к модулю упругости матрицы для квадратного расположения волокон. Из этого графика видно, что армирование металлической матрицы волокнами оказывает большое влияние на модуль упругости композиции в поперечном направлении. Например, при 60 об. % армируюш,его компонента (волокон бора) в алюминии модуль упругости композиции в поперечном направлении почти в 3 раза больше, чем у матрицы. [c.34]

Из смещений узлов рассчитывают коэффициенты напряжений. Допуская правильное (квадратное или гексагональное) расположение волокон, можно использовать критерий Mises—Henehy для процесса течения в точках максимальной. энергии деформации удлинения. [c.35]

Построение объемошк одномерных модели. Работ, в которых предприняты попытки учесть объемное расположение волокон, относительно немного. В силу того что построение объемных моделей, как правило, сопровождается оригинальными решениями, их анализ представляет определенный интерес. По-видимому, впервые модель с объемной укладкой волокон была разработана Хедгепетом и Ван Дейком как обобщение их же плоской модели [247]. Как и в других одномерных моделях, осевые усилия в волокнах связывались с перемещениями в них Л/да = = EfFfdUfnn dz, но рассматривались два типа укладки волокон квадратная и гексагональная. [c.51]

По-видимому, единственное имеющееся в литературе решение, касающееся обсуждаемого вопроса, принадлежит Халберту и Рыбицки [7], рассмотревшим задачу о системе расположенных в несколько рядов параллельных волокон, центры которых находятся в узлах квадратной сетки. Это решение показывает (по крайней мере при принятых в указанной работе свойствах материалов), что поле напряжений во внутренних элементах по существу совпадает с полем, соответствующим бесконечной двоякопериодической системе волокон. Сендецки [18] пришел к аналогичному выводу для случая одинаковых модулей сдвига материалов волокон и матрицы. Поскольку С 7м могут рассматриваться как свойства материала (хорошо освещенные в литературе), эти дальнейшие (хотя, очевидно, и недостаточные) [c.25]

В гeoмe гpичe кoй модели ориентация направления приложения напряжений относительно волокон существенно влияет на нижнее предельное значение поперечной прочности. Например, при 50% упрочнителя стк/о м в случае квадратного расположения (рис. 9) составляет 0,44 для ориентации, изображенной в верхней части рисунка, и лишь около 0,20 для ориентации, изображенной в нижней части. Таким образом, различие в прочности из-за изменения ориентации превышает 100%. Напротив, иривые минимального нижнего предельного значения прочности для плот-ноупакованного и квадратного расположений (нижние кривые на рис. 8 и 9) и кривые максимального нижнего предельного значения для тех же типов расположения (верхние кривые на рис. 8 и 9) согласуются гораздо лучше. Рис. 10 характеризует еще не- [c.200]

В конструкциях штамповок следует избегать резких переходов по поперечным сечениям. Желательно, чтобы плоскости поперечных сечений по длине штамповки изменялись не более чем в отношении 1 3. При большем перепаде надо обязательно предусматривать плавные переходы. Несоблюдение этого требования затрудняет течение металла по ручьям штампа или требует введения припусков под последующую механическую обработку. Это не только усложняет изготовление детали, но и приводит к перерезанию волокон при механической обработке, что снижает долговечность детали. На внутренних и внешних углах и кромках штамповки следует предусматривать достаточные радиусы или галтели. В конструкциях штамповок нежелательно кметь тонкие полки, особенно расположенные в плоскости, параллельной плоскости разъема. При штамповке таких деталей требуется очень большая деформирующая сила либо большое число ударов молота, что приводит к быстрому износу штампов и удлинению процесса штамповки. Желательно, чтобы конструкция детали предусматривала плоскость разъема, проходящую по плоской, а не ломаной или криволинейной поверхности. В плоскости разъема должны лежать два наибольших габаритных размера штампуемой детали. Технические требования на поковки общего назначения диаметром (толщиной) до 800 мм из конструкционной углеродистой, низколегированной и легированной стали, получаемые свободной ковкой и горячей штамповкой, регламентированы ГОСТом 8479—70. Заготовки можно получать непосредственно из проката или стальных профилей. Сортовой прокат — круглый, квадратный, шестигранный, прямоугольный, листовой и трубный — целесообразно применять [c.353]

В отечественных дизелях В2-300, Д12А и типа Д6 применяют фильтры тонкой очистки топлива, выполненные из набора 15 квадратных пластин из тонкошерстяного войлока марки ФТ толщиной около 10 мм, расположенных между промежуточными пластинами-прокладками из войлока ПрТ толщиной 5 мм, позволяющими сохранять правильную форму пакета (рис. 70, а). Каркасом для пакета пластин служит мета.тлическая перфорированная трубка, на которую надет предохранительный чехол из шелковой ткани. Движение топлива в фильтре — от периферии к центру вдоль волокон пластин. Установлено [6], что снижение стоимости подобного фильтра за счет изготовления фильтрующих пластин из войлока, в который добавлено до 30% вискозного волокна, а также выполнения промежуточных пластин-прокладок из картона работоспособность фильтра не ухудшается. В новой людели фильтра для этих дизелей (рис. 70, б) фильтрация топлива идет поперек волокон войлочных пластин, которые чередуются [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...