Трещины на поверхности раздела

Модель поведения композитов при усталостном нагружении во многом зависит от вида нагружения [3], природы составляющих и геометрии композита. Исследование серебряных композитов, армированных вольфрамом и сталью, при усталостном нагружении растяжение — растяжение показало, что усталостная прочность таких композитов заметно увеличивается с ростом содержания упрочнителя [59]. В системе серебро — вольфрам, в отличие от системы серебро — сталь, не было обнаружено трещин на поверхности раздела. Форсит и др. [26] также отмечали, что введение вольфрамовой и стальной проволоки в алюминиевую матрицу повышает усталостную прочность. [c.251]

При многократном изменении направления роста трещины в процессе циклического нагружения уравнение (2.5) неприменимо для исследования слоистых композитов. Преимущество случая линейного распространения трещины заключается в возможности определения одним и тем же образом поля напряжений после любого числа циклов нагружения. Ведь при изменении направления распространения трещины необходимо соответствующим образом изменять процедуру анализа поля напряжений. Задача еще более усложняется, когда матрица проявляет неупругие свойства и когда трещины на поверхности раздела волокно — матрица возникают при сравнительно низких уровнях напряжений. [c.86]

ДИСКООБРАЗНАЯ ТРЕЩИНА НА ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ДВУХ ПОЛУПРОСТРАНСТВ С РАЗЛИЧНЫМИ УПРУГИМИ СВОЙСТВАМИ ПРИ РАВНОМЕРНОМ РАСТЯЖЕНИИ [c.405]

При h/a 1 наблюдается удовлетворительное согласие между значениями, полученными на основе приведенного уравнения теории пластин и методом конечных элементов. При h/a = 0.0622 разница составляет около 2% [145]. С другой стороны, область отрыва можно рассматривать как дискообразную трещину на поверхности раздела в составной среде при h/a > 4 [145] это приближение отличается от численных результатов при h/a = 4 (разд. 8.51) меньше чем на 5%. Подробное рассмотрение случая промежуточных значений h/a приводится в [145]. [c.426]

Краевая трещина на поверхности раздела в клеевом соединении внахлест. ...................................................... 820 [c.461]

Трещина на поверхности раздела материалов с различными упругими свойствами под действием динамической нагрузки. .................................................................... 975 [c.466]

Дискообразная трещина на поверхности раздела двух полупространств с различными упругими свойствами при равномерном растяжении. ............................................ 405 [c.478]

КРАЕВАЯ ТРЕЩИНА НА ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА В КЛЕЕВОМ СОЕДИНЕНИИ ВНАХЛЕСТ [S] [c.820]

Рис. 12.20. Коэффициенты интенсивности напряжений для краевой трещины на поверхности раздела клеевого соединения в зависимости от отношения модулей упругости материала склеиваемых деталей и клея.

Рис. 12.21. Влияние свойств клеевого слоя на коэффициенты интенсивности напряжений для трещины на поверхности раздела в клеевом соединении.

Рис. 12.23. Коэффициенты интенсивности напряжений для трещины на поверхности раздела в клеевом соединении.

Теперь возьмем стержень из стеклопластика или, для конкретности, широко применяемое и весьма популярное у рыболовов-спортсменов стеклопластиковое удилище. Оно изготовлено из плотно уложенных в продольном направлении тончайших стеклянных нитей, соединенных эпоксидным связующим. Каждая нить обладает той же хрупкостью, что и обычный стеклянный лист. Эпоксидная матрица также достаточно хрупкая. Композиция пластических свойств не приобретает. Если стеклопластиковый стержень подвергнуть испытанию на растяжение, остаточные деформации при разрыве будут ничтожными. И вот на такой композиционный материал нанесем алмазом поперечную риску. При изгибе удилища ничего похожего на поведение стеклянного листа мы не обнаружим. Развитие трещины блокируется поверхностями раздела между стеклом и матрицей. Композиция, сохранив хрупкость, приобрела вязкость. [c.370]

Если эффективная прочность упрочнителя в композите снижается в результате реакции на поверхности раздела, то дальнейшим объектом исследования должно служить изменение распределения прочности отдельных волокон. Розен [31] показал, что предел прочности композита зависит и от среднего значения, и от коэффициента вариации прочности волокон. Он пришел к выводу что при одинаковой средней прочности волокон распределение с большим коэффициентом вариации отвечает большей прочности композита. Иными словами, коэффициент вариации в определенной степени характеризует способность более прочных волокон принимать на себя нагрузку, высвобождаемую при разрушении более слабых волокон. Кроме того, увеличение коэффициента вариации может привести к росту энергии разрушения, поскольку увеличивается вероятность того, что дефектное место волокна перед развивающейся трещиной удалено от плоскости трещины.. Эта ситуация приводит либо к отклонению трещины в направлении места потенциального разрушения следующего волокна, либо к вытягиванию волокна из матрицы в обоих случаях энергия разрушения растет. Таким образом, характер влияния реакции между матрицей и волокном на механические свойства зависит как от среднего значения, так и от коэффициента вариации прочности волокон по завершении реакции. [c.27]

Взаимодействие на поверхности раздела может привести к образованию поверхностных дефектов на ранее бездефектном волокне и тем самым ослабить его. Эти поверхностные дефекты могут стать причиной преждевременного разрушения волокна и композита в целом. На указанных предпосылках и основаны рассматриваемые здесь теории, в отличие от рассмотренных выше теорий зоны взаимодействия, предполагающих, что причиной разрушения являются лишь трещины в хрупкой зоне взаимодействия, а само волокно не повреждено. Различие этих подходов изображено схематически на рис. 8. [c.153]

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]

На рис. 3 также показан механизм возникновения трещины, или разрушение адгезионного соединения на поверхности раздела. Образец представляет собой залитое в смолу единичное волокно (рис. 3,а). При растяжении такого образца в направлении, перпендикулярном оси волокна, вследствие эффекта Пуассона воз- [c.44]

Исходя из энергетического подхода, сформулирована общая постановка и получены решения некоторых задач распространения трещин в слоистых телах. Предполагается, что при распространении трещины на поверхностях раздела слоев развиваются зоны проскальзывания. Необратимо рассеянная анергия ЛЭ полностью характеризуется работой сил трепия на соответсавующих перемещениях контактирующих поверхностей системы. [c.386]

Важно знать, при каком количестве частиц второй фазы прочность сплава будет наиболее высокой. С увеличением числа частиц возрастает сопротивление пластической деформации, но при этом уменьшается способность материала деформироваться, возрастает вероятность образования трещины и уменьшается сопротивление разрушению. Некогерентные частицы с большой поверхностной энергией могут приводить к образоваиию трещин на поверхностях раздела вследствие локальной концентрации напряжения после образования петель. Вместе с тем частицы могут служить стопорами для развития трещин. [c.315]

Если значение разрушающей деформации возникающего при взаимодействии соединения превосходит величины деформации волокна, то последнее разрушается прежде, чем могут образоваться трещины на поверхности раздела. Для соединения, которое разрушается без какого-либо пластического течения и обладает типичной прочностью 150 ООО фунт/кв. дюйм (105,5 кгс/мм ), модуль упругости дол кен быть меньше 25-10 фунт/кв. дюйм (17 577 кгс/мм ), чтобы соответствовать деформации порядка 6000 мкдюйм/дюйм (0,6%). Однако соединения с низкими модулями упругости, как правило, обладают малой прочностью, поэтому наилучшим значением, по-видимому, следует считать максимальную величину модуля, равную 20-10 фунт/кв. дюйм (14 061 кгс/мм ). Это ограничение значительно снижает шансы на успех. [c.301]

Рис. 2.11. Типичный характер изменения скорости высвобождения энергии как функции размера трещины на поверхности раздела при расслоении у свободной 1фомки.

Симический потенциал окислителя в районе микропустот возрастает (рис. 44), а в самой микрополости давление окислителя достигает значения, отвечающего равновесному давлению окислителя в тройной системе Me—AfeX—Xj. Происходит диссоциация наружного компактного слоя окалины на поверхности раздела окалина—трещина. Образующиеся при этом ионы металла и электроны диффундируют к внешней поверхности окалины, где они взаимодействуют с окислителем, а окислитель диффундирует через газовую фазу в микрополости к металлу и образует с ним внутренний слой окалины (рис. 45), фазовый состав которого соответствует фазовому составу первоначально образовавшегося слоя окисла. [c.75]

Следовательно, график зависимости у от t представляет собой прямую линию (рис. 10.2). Это уравнение справедливо, когда скорость реакции на поверхности раздела постоянна, например, когда среда проникает к поверхности металла через трещины и поры в оксидной пленке. Для таких металлов обычно уИрм//гтро < 1. В особых случаях, когда скорость лимитирующей реакции постоянна как на внутренней, так и на внешней фазовой границе пленки продуктов коррозии, линейное уравнение может быть справедливо и при MpJnmpoK > 1- Например, вольфрам, окисляясь при 700—1000°С согласно параболическому уравнению, образует внешний пористый слой WO3 и внутренний плотный слой неизвестного состава [10]. Когда скорости образо- [c.192]

Желательно, чтобы металл матрицы в композитах имел малую плотность и высокую пластичность как правило, такие металлы очень склонны к образованию химических соединений с высокоэффективными упрочнителями (бор, карбид кремния и т. д.). Образующиеся при этом химические соединения, часто интерметалли-пеские по природе, отличаются хрупкостью и малой эффективной фочностью. По этой причине такие соединения, образующиеся, как правило, на поверхностях раздела в процессе изготовления композита при высоких температурах, могут понизить способность поверхности раздела распределять нагрузку и сопротивляться разрушению в условиях сложного напряженного состояния. На основе этого эффекта Меткалф [44] разработал модель для объяснения снижения прочности, к которому приводит химическое взаимодействие в композитах Ti—В и AI—В. По-видимому, наличия трещин в непрочном боридном слое на поверхности раздела достаточно, чтобы вызвать преждевременное разрушение волокон [c.46]

Излом образца, испытанного на поперечное растяжение при 1477 К после 100-часового отжига при той же температуре, показан на рис. 17, а. Предварительный отжиг вызывает диффузию вольфрама из проволоки в матрицу и на поверхность раздела, что упрочняет их. Поэтому деформация разрушения матрицы уменьшается, трещина не распространяется по поверхности раздела, и в результате прочность композита при 1477 К становится больше. Дальнейшее повышение прочности композита, по-видпмому, ограничено расщеплением проволоки ил.и разрушением по поверх ности раздела, обусловленным пористостью диффузионного происхождения. Не приводя соотвеггствующих данных, укажем лишь, что последний тип разрушения был характерен для ряда предва- [c.206]

Не существует единого мнения относительно того, зависит или не зависит прозрачность (непрозрачность) слоистого пластика из аппретированных волокон от способности их поверхности смачиваться смолой. Визуальные наблюдения показали, что очищенные стекловолокна полностью смачиваются жидкой смолой и полиэфирный композит на их основе очень прозрачен в процессе изготовления и отверждения, но становит1ся мутно-белым после охлаждения. Непрозрачность слоистого пластика обусловлена возникновением мелких трещин в смоле или разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела из-за усадочных напряжений и не связана со смачиванием стекла смолой. Хорошая аппретирующая добавка до известной степени предотвращает образование трещин и разрыв адгезионной связи и позволяет получать прозрачный СЛОИСТЫЙ материал. Вообще имеется коррел-я-ция между механическими характеристиками слоистого пластика и прозрачностью композита из аппретированного стекловолокна и смолы. [c.35]

Рис. 11. Зависимость скорости роста трещины от растягивающего усилия на поверхности раздела алюминий—эпоксидная смола на основе бисфенола-А, отвержденная амином [63].

Смотреть страницы где упоминается термин Трещины на поверхности раздела : [c.436] [c.115] [c.245] [c.190] [c.104] [c.111] [c.302] [c.42] [c.315] [c.702] [c.56] [c.95] [c.161] [c.177] [c.178] [c.178] [c.258] [c.259] [c.22] [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...