Расщепление поверхности раздел

Расщепление поверхности раздела отрывом (от а х (90°)) делается более вероятным, когда жесткость компонента, содержащего трещину, уменьшается. [c.414]

Расщепление поверхности раздела 414, 421 [c.480]

Тем не менее, исследования поперечного нагружения волокнистых композитов явно свидетельствуют о том, что в таких условиях прочность связи на поверхности раздела должна в большей степени определять прочность композита, чем в условиях осевого нагружения. То, что в некоторых композитах А1 — В и Ti — В слой интерметаллида на поверхности раздела е влияет на прочность, возможно, объясняется разрушением композита вследствие рас-щ,епления волокон. Такое расщепление практически сводит на нет роль поверхности раздела при поперечном нагружении, так как волокна не могут нести поперечной нагрузки, даже если поверхность раздела и передает ее. [c.60]

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]

Согласно определению Купера и Келли, прочность поверхности раздела at — это величина растягивающих напряжений, которые необходимы для отделения волокна от матрицы при поперечном нагружении. Однако для широко распространенного типа разрушения путем расщепления волокон (ав<иг) данное определение следует обобщить так, чтобы оно распространялось и на величину Ов, т. е. на напряжения, при которых происходит расщепление волокон. [c.196]

Эти результаты показывают, что поперечная прочность определяется, главным образом, поверхностью раздела. Неотожженные образцы разрушаются, в основном, по поверхности раздела, поскольку поверхность раздела в таких образцах, вероятно, ослаблена из-за несовершенства связи волокна с матрицей. При малой продолжительности отжига (1 ч или менее) начальная реакция на поверхности раздела сразу же увеличивает прочность последней, и разрушение происходит не по поверхности раздела, а по матрице. В образцах, отожженных в течение 2—5 ч, в основном, разрушаются (расщепляются) волокна, а не матрица причина, по которой в этих образцах развивается расщепление волокон, неясна. Однако с увеличением продолжительности отжига свыше 5 ч вновь наблюдается тенденция к разрушению по поверхности раздела, причем поперечная прочность композита принимает низкие значения. Значит, количество продукта реакции на поверхности раздела, еще не приводящее к ослаблению поверхности раздела и композита в целом, ограничено некоторым пределом. Хотя на характер зависимости прочности от продолжительности отжига (рис. 27) может непредсказуемым образом влиять расщепление волокна, основная тенденция, по-видимому, неизменна высокие [c.220]

Результаты испытаиий этих образцов приведены на рис. 32. С увеличением продолжительности предварительного отжига при 811 К поперечная прочность незначительно уменьшается после обработки О , а после обработки Т-б — максимальна при средних продолжительностях отжига. Исследование излома этих образцов показало, что основным типом разрушения является разрушение матрицы (в чистом виде или в сочетании с расщеплением волокон). Иногда матрица разрушалась путем отслаивания материала, нанесенного плазменным напылением, от фольги-подложки значит, из-за несовершенства связи прочность алюминия, занесенного путем плазменного напыления, может быть меньше прочности алюминиевой фольги. Меньшую роль играло разрушение по поверхности раздела между долей этого типа разрушения и продолжительностью предварительного отжига нет прямой связи. В случае обработки Т-6 низкие значения прочности при малых продолжительностях предварительного отжига, вероятно, обусловлены неполным переходом матрицы в твердый раствор, а при большей продолжительности отжига (160 ч)—тем, что усиливается расщепление волокон (причина этого явления пока неизвестна). Поперечная прочность данной серии образцов, как правило, не зависела от термической обработки, приводящей к изменению состояния поверхности раздела, так как расщепление волоков или разрушение матрицы происходило до того, как на- [c.224]

После качественной диффузионной сварки поверхность раздела в композитах А1—В, по,-<видимому, не лимитирует поперечной прочности, поскольку разрушение либо локализовано в матрице, либо происходит путем расщепления волокон. Если композит, волокна которого не склонны к расщеплению, подвергнут термической обработке по определенным режимам, то его поперечная прочность существенно превышает нижнее предельное значение. [c.228]

На усталостную прочность армированных волокнами металлов влияют как прочность сцепления на границе раздела, так и микроструктура поверхности раздела. Те усталостные трещины, которые растут параллельно поверхностям раздела, должны распространяться в матрице или по поверхности раздела (упругие расчеты показывают, что мы можем исключить возможность роста трещины в волокне, и действительно такого роста не наблюдалось), поэтому важно только знать, будет ли прочность сцепления больше или меньше прочности матрицы (на растяжение или сдвиг). В первом случае трещины продольного и поперечного сдвига растут из разорванного волокна в металлическую матрицу, а в последнем случае происходит разрушение поверхности раздела (расщепление отрывом), по мере того как трещина приближается к волокнам. Необходимо лишь знать относительные величины прочности сцепления на границе раздела и прочности матрицы, а это можно без затруднений определить металлографическими, рентгенографическими или фрактографическими методами, наблюдая места расположения усталостных трещин сдвига. [c.423]

Вообще говоря, разумно считать, что теоретические исследования разрушения от выпучивания дают верхний предел свойств композита. Однако этот предел не обязательно будет достигнут, так как при более низких напряжениях могут возникнуть другие микромеханические процессы, например пластическое течение, раздавливание или расщепление волокон, или разрушение поверхности раздела. Если эти процессы возникают при определенной деформации, будет обнаружена справедливость правила смесей для прочности при сжатии. [c.456]

Теперь рассмотрим вопрос о влиянии силы связи между компонентами на прочность композиций в поперечном направлении. Довольно часто при растяжении поперек укладки волокон разрушение происходит в результате расщепления последних, так как их прочность в поперечном направлении меньше прочности поверхности раздела а,,, р и матрицы а . В общем случае характер разрушения при испытаниях в указанном направлении зависит от соотношения величин ст .р. Если > Оп. р, [c.88]

Можно предположить, что при растрескивании аморфных полимеров в жидкости одновременно с формированием адсорбционных слоев на растущей поверхности образца дополнительно под действием фазовых сил раздвигаются створки микротрещин. При развитии шейки в кристаллических полимерах жидкость способствует расщеплению исходной структуры полимера по внутренним поверхностям раздела, облегчая их взаимное перемещение, и заполняет пустоты, образующиеся при переупаковке частей исходных кристаллов в материал шейки . [c.168]

Частным случаем подобных собственных типов дифракции являются дифракция Н и Е линейно поляризованных световых волн в изотропной среде. В силу отсутствия расщепления поверхности волновых векторов число собственных типов дифракции на данной решетке К сокращается до двух, наблюдаемых при одном и том же угле падения считывающей световой волны. Вместе с этим Н- и -ком-поненты дифрагируют независимым образом, что и позволяет выделять их в собственные типы дифракции. Как будет показано в разделе 5.5, подобный выбор собственных состояний поляризации дифракционных процессов в оптически изотропных ФРК не является единственно возможным. В общем случае он определяется не только ориентацией плоскости падения, но также и анизотропными свойствами собственно фазовых решеток, формируемых в рассматриваемых кристаллах. [c.82]

Трансформация (расщепление и изменение типа) ультразвуковых волн происходит при прохождении ими границы раздела двух сред под некоторым углом. При падении волны на границу раздела сред в общем случае часть энергии проходит во вторую среду, а часть отражается в первую. При нормальном падении (перпендикулярном поверхности раздела) расщепления и изменения типа волны не происходит и та часть энергии, которая проходит во вторую среду, распространяется в ней в том же направлении. [c.145]

Равновесная работа адгезии определяется уравнением (1,3). В случае расщепления одного и того же материала преодолевается когезионное взаимодействие. При этом образуются две новые поверхности раздела, удвоенная удельная поверхностная энергия каждой из образовавшихся фаз равна [c.32]

Кроме того, расщепленная слюда разделяется на с о р т а по количеству минеральных включений и загрязнений ( пяте н ) и по гладкости поверхности учитывается также форма пластинок (чем более она приближается к квадратной, тем выше качество слюды). [c.258]

Гораздо сложнее обстоит дело, если падение упругой волны из одного твёрдого тела в другое твёрдое тело происходит под углом к поверхности раздела. Подобно тому как при косом ударе по торцу стержня в нём возникает два типа волн, так и при косом падении волн происходит их расщепление, или трансформация. Оказывается, что если из твёрдого тела / на поверхность твёрдого тела II под углом падает продольная волна L (рис. 248), во втором теле возникает две волны — продольная L и поперечная 5, причём угол преломления первой — ау, а второй — as<. От границы раздела отражаются также две волны — продольная 1 и поперечная с углами отражения a , и при этом для падающей и отражённой продольных [c.381]

Гораздо сложнее обстоит дело, если падение упругой волны из одного твердого тела в другое твердое тело происходит под углом к поверхности раздела. Подобно тому как при косом ударе по торцу стержня в нем возникает два типа волн, так и при косом падении волн происходит их расщепление, или трансформация. Но прежде чем разобрать подробнее, что происходит при отражении и преломлении продольных и поперечных волн на плоской границе раздела двух твердых сред, необходимо отметить, что поперечные волны являются волнами поляризованными. Предположим, что поперечные [c.462]

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]

ВИЯХ растяжения. При испытаниях под углами 60 и 90° разрушение происходит в основном не по поверхности раздела, а путем расщепления волокон, и, значит, при данных условиях испытания прочность поверхности раздела превышает поперечную проч1Ность волокна. Расщепление волокон при поперечном растяжении образцов показано на рис. 20. Хотя двух- и четырехслойные образцы обладают примерно одинаковой проч ностью при растяжении, они различаются по характеру распределения разрушенных волокон. В образцах большей толщины расщепление волокон происходит по всей ширине рабочей части образца. В таких образцах большей толщины поперечное сечение уменьшается пропорционально сечению расщепленных волокон, и матрица благодаря деформационному упрочнению может взять на себя нагрузку, высвобожденную расщепленным волокном, раньше, чем в данной точке. начнется разрушение композита. В более тонких образцах расщепление волокна уменьшает поперечное сечение до такой степени, что композит разрушается раньше, чем матрица оказывается в состоянии компенсировать это уменьшение за счет деформационного упрочнения. [c.213]

Кляйн и Меткалф [10] изучали влияние поверхности разделана прочность композита А16061—В с волокнами диаметром 140 мкм при поперечном растяжении. Характеристики поверхности они изменяли путем предварительного отжига при 811 К, после чего матрицу подвергали термической обработке Т-6 (закалка образцов композита в воду и старение при 450 К). Поперечная прочность и тип разрушения характеризуются в табл. 2 (в основном, средними значениями для трех образцов). Авторы оценивали вклад трех типов разрушения расщепления волокна, разрушения по поверхности раздела волокно—матрица или в зоне взаимодействия и разрушения по матрице. Частичное разрушение по матрице должно наблюдаться во всех образцах композитов, так как матрица образует из волокон непрерывный каркас, вое- [c.217]

Как правило, прочность при поперечном растял<ении уменьшается с увеличением продолжительности предварительного отжига при 811 К, а дефо рмация разрушения обнаруживает тенденцию к некоторому росту. Прочность первого образца в табл. 2 (неотож-женного) низка, поскольку матрица не переведена в состояние твердого раствора. Во всех образцах имеет место разрушение смешанного типа. Значит, прочность поверхности раздела и сопротивление волокна расщеплению меняются в широких пределах, что, возможно, отчасти обусловлено постепенным разрушением окисной пленки между волокнами и матрицей. Хотя такая [c.218]

Разрушение проходит по расщепленно Му волокну, поверхности раздела и матрице. Образец до испытания был подвергнут отжигу при 811 К в течение 1 ч (обработка Т-6 ) и имел поперечную прочность 23 кГ/мм . [c.222]

Разрушение проходпт по расщепленному волокну и поверхности раздела. Образец до испытания был подвергнут отжигу при 811 К в течение 150 ч (обработка Т-в ) н имел попереч- -ную прочность 13 кГ/мм . [c.222]

В Среднезападном исследовательском институте Свенсон и Хэнкок [21] изучали влияние поверхности раздела на прочность композита А16061—40% В при нагружении под углами 30 и 90° к оси волокон. Однако они пришли к выводу, что внеосная прочность определяется скорее расщеплением волокон, чем разрушением по поверхности раздела последний тип разрушения в их работе не отмечался. [c.224]

Прево и Маккарти [18] проводили испытания композитов А16061—борсик, в которых матрица, полученная путем плазменного напыления, обладала более совершенной связью, а волокна— большим сопротивлением расщеплению. Пластины А16061—борсик были изготовлены горячим прессованием слоев ленты, полученной плазменным напылением, с последующей термической обработкой для старения матрицы. Авторы отметили, что поперечная прочность композитов с волокнами диаметром 100 мкм была ниже, чем у композитов с волокнами диаметром 140 мкм. Поперечная прочность композитов с волокнами меньшего диаметра составляла около 15 кГ/мм и определялась, в основном, расщеплением волокон, а не разрушением по поверхности раздела. Композиты с волокнами большего диаметра обладали поперечной прочностью около 25 кГ/мм2 при этом разрушалась, главным образом, матрица, а разрушение по поверхности раздела и расщепление волокон играли незначительную роль. Как отмечают авторы, высокие значения поперечной прочности обусловлены хорошей связью между лентами, полученными плазменным напылением, что, в свою очередь, приводит к прочной связи как в пределах собственно матрицы, так и между волокном и матрицей. [c.225]

Поперечная прочность композитов А1—борсик, полученных путем плазменного напыления, при хорошей связи между напыленными слоями, видимо, не определяекся разрушением по поверхности раздела. Если расщепление волокон сведено к минимуму, а матрица хорошо спечена, то поперечная прочность намного выше нижнего предельного значения однако она. сильно снижается в случаях расщепления волокна или несовершенной связи матрицы. [c.229]

Материалы с ориентированным расположением упрочнителя, как правило, разрушаются в направлении, параллельном волокнам (рис. 18). Вязкость разрушения при отрыве может зависеть от поперечной прочности волокна, от прочности поверхности раздела или от свойств матрицы. Так, при испытании на растяжение композита борсик — алюминий Крайдер и др. [21] обнаружили расщепление волокон. Чаще, однако, разрушение происходит по поверхности раздела или по матрице. Оба эти случая исследовал Герберих [12]. [c.289]

Мак-Гарри и Мендел [47] изучали влияние поверхности раздела на прочность сцепления волокон с матрицей при расщеплении консольной балки в направлении, перпендикулярном ориентации волокон. Полученные ими результаты приведены на рис. 18 и 19. [c.60]

Механизм разрушения композиции AI—В при испытаниях в поперечном направлении изучен Прево и Крайдером в [194, 1951. По мнению авторов, на прочность композиций в поперечном направлении оказывают влияние тип волокон, прочность связи, условия прессования композиции, прочность матрицы, остаточные напряжения. Борные волокна диаметром 140 мкм и волокна карбида кремния имеют более в >1сокую прочность в поперечном направлении по сравнению с борными волокнами диаметром 100 мкм. В связи с этим в композициях, армированных борными волокнами диаметром 140 мкм и волокнами карбида кремния, доля расщепленных волокон значительно меньше и прочность в поперечном направлении выше. Изотермические отжиги влияют на прочность в поперечном направлении в той мере, в какой они способствуют увеличению или уменьшению прочности связи на поверхности раздела. [c.89]

В системах с большой объемной долей хрупкой фазы обеспечение вязкости является весьма важным. Необходимые значения вязкости разрушения в таких системах могут быть получены в том случае, если имеется соответствующий механизм притупления или отведения трещин. Это может быть достигнуто путем нарушения связи на поверхностях раздела при приближении трещины. Характерный пример такого поведения приведен Томсоном и Джорджем [56] для эвтектики NigAl—NigNb с пластинчатым строением. Влияние температуры на ударную вязкость и вид разрушенных образцов показаны на рис. 32. Отведение и притупление трещины происходит путем продольного расщепления пластин вдоль поверхностей раздела и по границам зерен. [c.150]

С другой стороны, в кубических кристаллах без оптической активности (точечная группа 43т, к которой относятся фоторефрак-тивные полупроводниковые кристаллы GaAs, InP, dTe) без внешнего электрического поля полностью отсутствует расщепление поверхности волновых векторов. Отличие от случая изотропной среды, рассмотренного в разделе 5.1, заключается, очевидно, здесь только в том, что фазовая решетка, сформированная в кристалле, имеет анизотропный тензорный характер (5.16). [c.93]

Так как условием нагружения является неравенство —Д>0, то при соответствующем значении угла (6 — 0, 2я см. рис. 3, а) вектор %f в случае падающей волны типа Р будет менять знак, хотя для вектора Ks волны типа SV мы такого эффекта не обнаруживаем. Как видно из рис. 4, а и 5, а, когда угол падения превыщает значение 0г, этой смене знаков падающей и отраженной волн %f должна соответствовать такая отраженная волна типа SV, которая является волной разгрузки в случае жесткозакрепленной поверхности раздела и волной нагружения в случае свободной поверхности. Напротив, в случае падающей волны типа SV менять знак при отражении будет волна Я/, а не Xs. Из рис. 9 видно, что эта смена знака наступает при величине угла падения 0 гО,О8л . В отличие от угла смены при быстрой падающей волне в этом случае наблюдаются небольшие различия в значениях 0г, соответствующих чисто упругому материалу (Р=0) и полностью пластическому материалу (Р=1) об этом свидетельствует расщепление вертикальных прямых на рис. 4, б и 5, б. [c.181]

Фрактографический анализ поясняет различия в уровнях ударной вязкости между образцами, обработанными по различным режимам. Не говоря о преимущественном характере разрушения (вязком, хрупком), на образование расслоев затрачивается дополнительная энергия копра, причем в случае вязкого расслоения эта энергия тратится не только на создание новых поверхностей раздела, но и на предшествующую пластическую деформацию. Аналогичные расслои — расщепления — описаны в работах [44, 129], причем количество, глубина и протяженность этих расщеплений возрастают с понижением температуры окончания прокатки, что подтверждается полученными результатами. Происхож- [c.176]

При расщеплении и сдвиге (см. рис. 1,2в, г) сила отрыва направлена тангенциально к площади контакта тел. Эти виды отрыва имеют существенные различия. При расщеплении внешняя сипа направлена в торец поверхности раздела тел и действует расклинивающе в направлении этой поверхности. Направления внешней силы и площади, по которой происходит расщепление, совпадают (см. рис. 1,2б). При сдвиге после преодоления адгезии происходит взаимное перемещение находящихся в соприкосновении твердых тел. Внешнее воздействие направлено на одно из контактирующих тел. Этим телом обычно является адгезив. Второе из контактирующих тел — субстрат — остается неподвижным (см. рис. 1,2з). [c.22]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

С другой стороны, достаточно большая деформирующая сила заставит каплю вслед за стадией б принять форму гантели (стадия в), и если капля достигнет такой формы, она скорее всего уже не вернется в первоначальное шарообразное состояние, а разделится на две новые капли меньших размеров. Непосредственно после подобного расщепления каждая новая капля будет несколько деформирована (стадия г), но вскоре, благодаря силе поверхностного натяжения, она тоже приобретет форму шара (стадия ( ). На рис. 11 в увеличенном виде изображена критическая, гантелевидная форма капли. Здесь стрелками показано действие сил поверхностного натяжения. Когда перемычка этой гантели становится достаточно узкой, поверхност- [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...