Механизмы расслаивания

Если в композите не имеется каких-либо дефектов, вызывающих отклонение трещины за счет механизма расслаивания, разрушение такого композита должно в конце концов происходить [c.466]

В работе [9] было обнаружено, что при испытаниях на растяжение расслаивание возникает при нагрузке порядка 30% от предела прочности на растяжение, а трещины в смоле образуются примерно при 70% от предела прочности. В условиях повторяющихся нагрузок растрескивание смолы и окончательное разделение материала связаны с процессами, зависящими от числа циклов. Один из путей рассмотрения случайного армирования типа матов из рубленой пряжи состоит в допущении, что продольные пряди ответственны за механизм упрочнения материала, а поперечные пряди — за механизм возникновения разрушения. [c.340]

Значение указанных исследований для конструирования композиционных материалов очевидно. Необходимо выполнение определенных условий до начала распространения трещины, так как расслаивание обеспечивает механизм, за счет которого напряжение в материале непосредственно перед кончиком трещины [c.465]

Указанное явление многократно наблюдалось экспериментально не только в довольно очевидных случаях армированных смол, но и, например, в направленно кристаллизованных эвтектических сплавах [41, 80]. Отклонение трещины отмечалось также в слоистых материалах [26, 60, 5], где было получено значительное увеличение вязкости разрушения за счет механизма поворота трещины. Для изотропных материалов необходимое отношение прочности на растяжение к межслойной сдвиговой прочности равно примерно четырем. Для большинства сортов древесины это отношение около шести, в то время как для крайне анизотропных материалов типа углепластиков величина отношения может достигать 11 (см. [50]). Это означает, что для безусловного возникновения расслаивания, действующего как механизм торможения трещины в современных сильно анизотропных композитах, межслойная сдвиговая прочность должна быть довольно низкой. Это может быть допустимым в некоторых конструкциях, испытывающих воздействие простого растяжения, но при необходимости сопротивления двухосному нагружению невозможно одновременно достигнуть удовлетворительной прочности и нечувствительности к надрезам. [c.466]

Еще раз подчеркнем, что измерение самого значения объемной вязкости 1] и ее зависимости от частоты и различных физических условий возможно только акустическим методом. Встречаются также случаи, когда акустические методы исследования процессов релаксации могут способствовать обнаружению самого релаксационного механизма, дают возможность проводить измерения характерных времен и внутренних параметров. Так, например, наблюдается сильное увеличение поглощения звука из-за флуктуаций концентрации вблизи критической точки расслаивания в ряде растворов. В некоторых растворах с критической точкой сосуществования при концентрации С С рит и при Т Т крит как известно, средний квадрат флуктуаций концентрации сильно увеличивается. Измерения в определенной области частот коэффициента поглощения звука а показывают, что а при этом также сильно увеличивается, что дает возможность определить время релаксации. Оптические методы в этом случае хотя и позволяют обнаруживать само явление рассеяния, но не дают определения величины флуктуаций концентрации, тогда как акустические методы это позволяют сделать [40, 41], правда, с небольшой точностью. [c.61]

Из приведенного анализа структурных напряжений при расслаивании материала 4П следует, что реализация механизма расслаивания, пространственно-армированного прямыми волокнами материала, зависит от ряда факторов. На нее могут влиять не только геометрия структуры армирования, но и размеры образцов, вид их нагружения. Условия, при которых происходит смена механизма разрушения от расслаивания по границе фаз до разрушения матрицы и волокон, исследованы пока недостаточно. Изучение такого рода переключения ь механизмах разрушения миогона-правленных пространственно-армированных материалов имеет принципиальное значение при определении прочности, целевом использовании материалов в различных деталях, стро-1 он регламентации их нагружения. [c.200]

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]

Можно ожидать, что прочность поверхности раздела особенно чувствительна к испытаниям при циклическом нагружении. Соответствующих данных мало, однако они, несомненно, свидетельствуют о высокой прочности связи. При усталостном разрушении пластинчатого композита А1 — AlaNi [72] одна или несколько трещин распространяются по зонам скольжения в матрице н значительного расслаивания не происходит. Аналогичным образом протекает усталостное разрушение пластинчатого композита Ni — NigNb, существенно отличающегося в других отношениях [37]. В обоих случаях время до разрушения при высоких напряжениях и малом числе циклов определяется сопротивлением разрушению армирующей фазы, а время до разрушения при малых напряжениях и большом числе циклов — распространением усталостной трещины в матрице. Ни в том, ни в другом случае расслаивание не является определяющим механизмом. [c.259]

В заключение можно сказать, что важность эффектов межфаз-ного расслаивания и отрыва в композиционных материалах очень широко обсуждается в литературе [58—61] и в последующих главах им будет уделено соответствующее внимание. Однако следует помнить, что многие аспекты проблемы граничных явлений все еще находятся на стадии исследований и существуют различные мнения по этим вопросам. Одним из таких примеров служит выявление механизма разрушения композиционных материалов, в которых межфазное расслоение играет большую роль. Некоторые исследователи оспаривают правомерность широко распространенной концепции о межслоевой сдвиговой прочности для характеристики межфазной адгезионной прочности [64—65] и предлагают использовать межфазную энергию разрушения, позволяющую исключить, наряду с другими факторами, влияние геометрической формы и размеров образцов. Сталкиваясь с этими и многими другими еще нерешенными проблемами, необходимо помнить, что межфазные явления, как бы важны они не были, это только один из многих факторов, определяющих физические, механические и прочие свойства композиционных материалов. [c.47]

В этом параграфе рассматривается (как наиболее вероятный для ряда случаев) другой механизм разрушения при сжатии, основанный на развитии цилиндрических микротрещин на границе между волокном и матрицей. Источниками таких микротрещин являются обрывы волокон, а также места слабой адгезии технологического или эксплуатационного происхождения (начальные микротрещины). Развитие цилиндрических микротрещин приводит к локальному выпучиванию волокон на свободных боковых поверхностях образца. В зависимости от отношения длины выпученной зоны к длине всего образца это вьшучивание может привести или непосредственно к расслаиванию всего образца, или же может служить источником распространения трещиноподобной области, наклоненной к оси образца и аналогичной трещинам скольжения 62] в сжатых горных породах. На фронте такой трещины скольжения волокно подвергается (наименее благоприятным для него) большим деформациям изгиба. [c.90]

Таким образом, для волокнистых композитов при растяжении — сжатии вдоль волокон наиболее существенным механизмом является развитие Щ1-линдрических микротрещин расслаивания вдоль гранищ>1 волокно - матрица . [c.93]

Ниже в 9 будет показано, что для волокнистых композитов важнейшим критическим механизмом является развитие цилшщрических микротрещин расслаивания от обрывов волокон. Этот механизм разрушения начинает действоватьири зна-чителыю меньших нагрузках. [c.93]

Различие в механизме днффузин объясняет разницу в характере связи прн сварке полимеров в высокоэластичном и вязко-текучем состоянин. В первом случае излом сварного соединения проходит по первоначальной поверхностн контакта, а прн разогреве этих соединений выше температуры размягчения иногда наблюдается снижение прочности или даже расслаивание. При сварке в вязко-текучем состоянии даже прн разрушении по сварному шву вид излома, как правило, аналогичен виду излома по целому материалу. Длительная [c.314]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...