Слабые поверхности раздела, теори

Слабые поверхности раздела, теории [c.435]

A. Основные теории слабых поверхностей раздела..... [c.137]

II. Теории слабых поверхностей раздела [c.140]

Для каждого из этих типов разрушения разработаны теории, и каждый из них будет рассмотрен б этом разделе. Первые два типа описываются теориями слабых поверхностей раздела. Осо- бый случай представляет третий тип разрушения, при котором свой ства зависят от толщины зоны взаимодействия он рассмотрен в разд. Теории зоны взаимодействия . Четвертый тип разрушения наблюдается в композитах, упрочненных окислами, и ана лизируется в разд. Теории разупрочнения волокна поверхностными дефектами . [c.141]

B. Теории слабых поверхностей раздела........191 [c.185]

Если разрушение композиции происходит по поверхности раздела из-за слабой связи, либо из-за образования слабо связанного продукта взаимодействия, то внеосевая прочность снижается и в этом случае применима теория слабых поверхностей раздела. Эта теория дает нижнюю оценку поперечной прочности. В случае слабой связи или ее отсутствия разрушение будет происходить по поверхности раздела в местах ближайшего расположения волокон. 20 [c.20]

Монография разделена на пять частей. Первый том содержит части I и П. В части I (гл. 2—6) рассматривается рассеяние и распространение волн в разреженных случайных облаках рассеивателей. Здесь для объяснения фундаментальных понятий теории флуктуаций волн в случайных средах используется теория однократного рассеяния и ее незначительное обобщение, что позволяет избежать излишних математических сложностей. Кроме того, эта теория охватывает широкий круг важных для практики задач распространения и рассеяния волн в атмосфере, океане и других случайных средах. Часть П (гл. 7—13) посвящена теории переноса излучения. Второй том включает части П1—V. В части П1 (гл. 14 и 15) рассматривается теория многократного рассеяния волн в случайных обла-ках рассеивателей. Часть IV (гл. 16—20) охватывает теорию слабых и сильных флуктуаций в сплошной случайной среде и в турбулентности. В части V (гл. 21 и 22) описаны рассеяние на шероховатой поверхности и дистанционное зондирование случайных сред. [c.11]

Во многих ранних теоретических работах лринималось, что прочность. поверхности раздела достаточна для передачи нагрузки от растягивающих захватов на образец и ее равномерного распределения между волокнами. Кроме того, прочность поверхности раздела должна быть достаточной для. перераспределения нагрузки между волокнами при разрушении одного из них. Эти теории— будем называть их теориями прочных поверхностей раздела — применимы, если прочность поверхности раздела превышает некоторую минимальную величину, необходимую для выполнения указанных функций. Теории. прочных шверХ Ностей раздела были. разработаны в основном для химически не взаимодействующих систем, где волокна нерастворимы в матрице, т. е. для систем первого клat a, и проверены экспериментально на тех же системах. Однако 1П0 мере того, как рос интерес к реальным системам, в которых на поверхности раздела протекает реакция, и внимание исследователей переключалось от слабых матриц модельных систем К характерным для практически ценных (Композитов прочным матрицам, стало очевидно, что прочность поверхности раздела не всегда достаточно высока, чтобы удовлетворять требоваииям теорий прочных Поверхностей раздела. Были развиты модели для случая, когда разрушение начинается у поверхности раздела их назвали теориями слабых поверхностей раздела . Некоторые из них охватывают все возможные ситуации от прочной до слабой поверхности раздела эти теории также будут рассмотрены. [c.138]

Порядок ИЗЛ0Ж61НИЯ в настоящей главе следует общей тенденции, отмеченной выше. Теории прочных поверхностей раздела будут описаны лишь вкратце, поскольку продольные механические свойства композитов этого типа нечувствительны к состоянию поверхности раздела. Более детально будут рассмотрены теории слабых поверхностей раздела — и те из них, которые относятся к системам третьего класса (химически взаимодействующим), например, принадлежащие Саттону и Файнголду [34], а также Меткалфу [18], и более современные теории систем псевдопервого [c.138]

ИТ в том, чтобы оценить величину указанного предела. В отсутствие матрицы эта характеристика представляет собой прочность пучка волокон она принимает те же значения и при наличии матрицы, если прочность поверхности раздела при двиге равна нулю. Влияние роста прочности поверхности раздела зависит от свойств упрочнителя. Композиты, армированные непрерыв 1ы ми Волокнами, дисперсия прочности которых равна нулю (т. е. средняя прочность волокна в композите равна прочности пучка воло- кон), нечувствительны к прочности поверхности раздела. С ростом дисперсии прочности волокон все большее число волокон будет разрушаться в слабых точках, расположенных вне плоскости излома. В этих случаях передача нагрузки на неразрушенные участки должна происходить, по механизму, предусматривающему передачу нагрузки через поверхность раздела в матрицу. Когда поверхность раздела становится прочнее матрицы, сдвиг матрицы происходит легче, чем разрушение поверхности раздела, и даль- нейшее увеличение прочности поверхности раздела уже не. влияет на тип разрушения. Такой случай разрушения, не зависящего от состояния поверхности раздела, рассматривается теориями прочных поверхностей раздела. Поскольку продольные свойства дан- ного типа композитов. не зави >сят от состояния поверхности раздела, теории, предсказывающие значения этих свойств, не относятся к предмету настоящей главы. Обзор указанных теорий имеется в гл. 2, посвященной механиче ским аспектам поверхности раздела. [c.140]

Обсуждение теории Меткалфа для слабой поверхности раздела [c.161]

Разработанная Меткалфом теори-я слабых поверхностей раздела в системах третьего класса предполагает сохранение собственной (внутренней) прочности упрочнителя. Разрушение происходит при более низких напряжениях лишь в случае высокого коэффициента концентрации напряжений, обусловленного действием трещин в реакционном слое, толщина которого превышает критическую, на неповрежденное волокно. [c.162]

Перед механическими испытаниями на растяжение образцы (по три образца на каждый режим) отжигали при 1144 К в течение различных промежутков времени, чтобы обеспечить заданную толщину зоны взаимодействия на поверхности раздела. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Вследствие химической реакции прочность уменьшается на 7% при толщине реакционной зоны 0,49 mkim с ростом толщины зоны до 1,20 и 1,47 мкм прочность уменьшается соответственно на 10 и 15%. Отжиг при 1144 К в те-че ие 10 ч приводит к неожиданному росту прочности. Однако данные по деформации разрушения волокон согла суются с данными для системы титан — бор и с выводами теории слабых поверхностей раздела. Деформация разрушения начинает снижаться, когда толщина реакциоиного слоя превышает 0,49 мкм (примерно то же наблюдается в системе титан —бор) и принимает постоянные значения (4,3-г4,4) 10 в интервале толщин 1,20—1,47 мкм. Этот результат согласуется со значением 4,5-10 предсказанным Меткалфом [18] для случая, когда разрушение определяется разрушением силицида титаиа. Данные для двух наибольших толщин реакционного слоя свидетельствуют о том, что деформация разрушения продолжает уменьшаться. Кинетические характеристики [c.166]

Выше приводились экспериментальные данные, демонстрирую щие справедливость этих различных теоретических подходов. Тео рия прочных поверхностей раздела удовлетворительно согласуется с экспериментальными значениями прочности композитов, в которых волокно прочно связано с матрицей (что, однако, не приводит к охрупчиванию композита). Значения прочности, вычисленные по этой теоретической модели, представляют собой, по существу , верхнее предельное значение прочности композита. Если из-за слабой связи или из-за образования непрочного продукта взаимодействия разрушение происходит по поверхности раздела, прочность при внеосном нагружении снижается, и применима теория слабых поверхностей раздела. Таким образом, случай слабой связи на поверхности раздела или ее отсутствия соответствует иия -нему предельному значению прочности при внеосном растяжении.. Далее в этой главе верхнее и нижнее предельные значения проч-. ности при внеосном нагружении будут рассмотрены более де-, тально. [c.187]

Феноменологические теории и теории прочной поверхности, раздела будут рассмотрены лишь вкратце, поскольку они обсуждаются в монографии [22] и подробно изложены в других цитируемых работах. Кроме того, эти теории в том виде, в каком они сформулированы, учитывают влияние поверхности раздела лиши постольку, поскольку предполагают, что она идеально передае1т-нагрузку, и игнорируют проблемы разрушения по поверхности раздела. Поэтому основное внимание будет уделено теор-ии пре-. дельных значений прочности, учитываюш ей влияние несовершенств поверхности раздела на прочность при внеосном нагружении, и самим предельным значениям прочности композита для-случаев прочной и слабой поверхностей раздела. Такой подход по-, зволит понять влияние несовершенной поверхности раздела на прочность при внеосном нагружении и глубже разобраться в про-, блемах, которые необходимо решить для достижения максималь-, ной прочности различных реальных систем. [c.187]

Влияние поверхностей раздела на прочность композита при внеосном нагружении пытались оценить лишь для случая поперечной ориентации (0=90°). Хотя этот случай и является простейшим, существующие теории еще не в состоянии учесть всю сложность реальных условий деформации и являются приближенными. Тем не менее важным шагом в решении проблемы оказывается оценка верхнего и нижнего предельных значений прочности при поперечном нагружении, которые, вероятно, могут быть распространены и на случаи нагружения под другими углами. Конечно, оценка верхнего предельного значения прочности основана на представлениях о прочной поверхности раздела. Однако мы обсудим здесь этот вопрос, поскольку верхнее и нижнее предельные значения рассматриваются совместно и поскольку данный вопрос является отправной точкой для дальнейшего развития теорий слабых поверхностей раздела. [c.191]

В данной главе теории прочности при внеосном растяжении классифицировались в зависимости от того, каким образом учитывается роль поверхности раздела были выделены три группы теорий. В теориях прочных поверхностей раздела предполагается, что разрушение поверхности раздела не опережает разрушение композита. В феноменологических теориях влияние поверхности раздела учитывается косвенно — в той мере, в какой она влияет на механические характеристики, значения которых входят в предложенные аналитические решения. В теориях слабых поверхностей раздела разрушение по поверхности раздела учитываетоя непосредственно. Последняя группа теорий является наиболее сложной и наименее разработанной. В настоящее время не существует теорий, развитых настолько, чтобы с их помощью можно было [c.227]

Такое предположение уменьшает практический интерес к исследав-анию поверхностей раздела. Основанные на этом предположении оценки рассмотрены в разд. Теории прочных поверхностей раздела гл. 4, однако большее внимание уделено теориям слабых поверхносте й раздела. Интерес к теориям последней группы стал расти, поскольку практически важные системы с более прочной матрицей разрушаются по поверхности раздела. [c.19]

Общепринятое понимание адгезионного износа таково, что изнашивается только часть реальных контактов, образованных при скольн<ении двух поверхностей, и что гипотеза Хольма, модифицированная Арчардом [150], может давать приближенную количественную оценку экспериментальных результатов. Однако остается еще много неясных проблем, и, в частности, как указано в [151], один из существенных недостатков адгезионной теории заключается в том, что с ее помощью не удается объяснить присутствие свободных частиц износа. По теории адгезионного износа материал с одной из скользящих поверхностей удаляется в результате срыва, который происходит вдоль слабого сечения, отличного от первоначальной поверхности раздела, и, как естественное следствие этого, удаленный материал должен только переноситься на другую поверхность без образования свободных фрагментов [3] Существует, правда, несколько гипотетических механизмов, которые объясняют наличие свободных частиц при адгезионном износе [38, 151]. [c.96]

Таким образом в некоторых случаях физические условия относительно давления ив могут быть удовлетворены при помощи методов теории непрерывного потенциального течения. Связанные с этим трудности впервые были преодолены Гельмгольцем ) путем введения поверхностей раздела, на которых скорости изменяются прерывно. Допущение существования таких поверхностей разрыва оправдывается и опытом, поскольку действительно не наблюдается обтекания острых или слабо вакруглеиных ребер (например при установившемся движении пластинки) напротив, жидкость всегда отрывается от краев, причем позади тела получается область. нертвой волы, увлекаемой тело.м при своем движении. Однако правильное объяснение подобного рода поверхностей раздела возможно [c.128]

Как следует из линейной теории 1.3, при воздействии горизонтальных вибраций на поверхность раздела несмешивающихся жидкостей может наблюдаться как резонансная неустойчивость, так и неустойчивость Кельвина-Гельмгольца. В высокочастотном пределе резонансная неустойчивость вытесняется в коротковолновую область, где она подавляется вязкостью, неустойчивость же Кельвина-Гельмгольца слабо зависит от вязкости и сохраняется в высокочастотном пределе. Можно ожидать, что именно с этой неустойчивостью связан наблюдающийся в экспериментах волновой рельеф. Упрощение, достигаемое использованием высокочастотной асимптотики, позволяет не ограничиваться линейной теорией, но изучить и нелинейные надкритические режимы, по крайней мере при малых надкритичностях. [c.114]

Индекс Э указывает на принадлежность величины к эквимолярной поверхности. В термодинамике малых однокомпонентных систем чаще пользуются поверхностью натяжения. В этом случае запись соотношений упрощается (ср. (1.15) и (1.17)). Для очень малых пузырьков или капелек нужно считаться с возможностью изменения поверхностного натяжения по сравнению с плоской и слабо искривленной границей раздела. Но существующая теория поверхностных явлений не предсказывает вида зависимости 0 = 0 (г) и не дает критерия малости системы. Априори нельзя сказать, допустимо ли при описании спонтанного зародышеобразования использовать обычное поверхностное натяжение. К обсуждению этого вопроса возвратимся в гл. 5 на основе экспериментального материала по кинетике вскипания перегретых жидкостей. [c.24]

Ранее (см. стр. 14—19), при обсуждении вопроса о характере излома металла, было показано, что в системе из разнородных структурных составляющих разрушение путем отрыва развивается на границе раздела между структурными составляющими. Так, например, в пластинчатом перлите наиболее слабой зоной является поверхность контакта люжду слоями феррита и цементита, так как здесь имеет место наиболее значительная концентрация напряжений. Это следует из теории распределения деформаций в неоднородной системе, состоящей из слоев составляющих, обладающих различным сопротивление.м деформации. Феррит обладает малым сопротивлением пластической деформации, тогда как пластинки цементита тверды и хрупки. [c.180]

Для слабо возмущенных систем с двумя степенями свободы тонкие стохастические слои отделены друг от друга инвариантными поверхностями, а стохастические колебания переменных действия внутри слоя оказываются экспоненциально малыми (по возмущению). С увеличением возмущения возможен переход, при котором изолирующие инвариантные поверхности разрушаются и стохастические слои сливаются, приводя к глобальному стохастическому движению. Фазовое пространство можно разделить при этом на три области. Одна из них содержит в основном стохастические траектории. Она связана ) со второй областью, значительную часть которой составляет по-прежнему стохастическая компонента движения, но внутри ее уже имеются большие острова регулярного движения. Третья область содержит главным образом регулярные траектории и отделена от первых двух инвариантными поверхностями. Классический пример, иллюстрирующий переход от почти регулярного к существенно стохастическому движению, был предложен Хеноном и Хейлесом [188] для моделирования динамики в задаче трех тел-). Численные эксперименты и связанные с ними эвристические теории, развитые за последние двадцать лет, прояснили основные процессы и позволили определить величину возмущения, при которой происходит такой переход. Эти результаты иллюстрируются в гл. 3 на примере ускорения Ферми, первоначально предложенного для объяснения происхождения космических лучей. Рассматривается модель, в которой упругий шарик колеблется между неподвижной и вибрирующей стенками. Далее, в гл. 4, определяются условия перехода от локализованной стохастичности к глобальной. При этом используются различные подходы к задаче (см., например, [70, 1651). [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...