Критическая толщина зоны взаимодействия

Существует вторая критическая толщина зоны взаимодействия [c.75]

Величина В зависит от распределения напряжений вокруг трещины и, особенно, от сопротивления развитию трещины в матрице. Для обычных значений постоянной В величина Ki растет с увеличением X, а значит, и толщины зоны взаимодействия. Первое критическое значение толщины достигается при Кг=Кв - [c.146]

Это параболическое уравнение справедливо до значения деформации разрушения вещества зоны взаимодействия, которое и определяет второе, более низкое плато деформации разрушения (оно начинается по достижении второго критического значения толщины зоны взаимодействия). Это критическое значение толщины может быть найдено путем подстановки уравнения (7) в уравнение (10) [c.147]

Следует выделить три участка на кривой зависимости прочности борных волокон от толщины зоны взаимодействия. На первой стадии (участок 1) деформация до разрушения (прочность) волокон не зависит от толщины слоя диборида, так как разрушение волокон определяется собственной популяцией дефектов. Первая критическая толщина Хкр = 1000 А. Интересно отметить, что высокопрочные борные волокна более чувствительны к реакции взаимодействия, так как Хкр уменьшается с повышением прочности волокон (участок/ ). Вторая критическая толщина для рассматриваемого случая равна 5000 А. Прочность борных волокон снижается пропорционально lYх пр и изменении толщины слоя продуктов реакции от 1000 до 5000 А (участок 2). Разрушение волокон на этой стадии инициируется трещинами в боридном слое. Участок 3 кривой при толщинах зоны взаимодействия свыше 5000 А соответствует одновременному разрушению слоя диборида и волокон при постоянной деформации 0,25, равной деформации до разрушения массивного диборида титана (см. табл. 10). [c.75]

Точная величина постоянной В зависит от распределения напряжения вокруг трещины и особенно от степени закрепления ее, обеспечиваемого титановой матрицей. Однако концентрация напряжения может быть меньше вычисленной Кр К ) из-за внутренних дефектов волокна. Другими словами, снижения прочности волокна происходить не будет, пока не наступит условие Кр. Решение соответствующих уравнений- дает критическое значение для толщины зоны взаимодействия ( p t)i, когда взаимодействие начинает контролировать разрушение [c.284]

Постоянная В зависит от распределения напряжений около вершины трещины, в частности от степени поддержки матрицей. Таким образом, концентрация напряжений в зоне взаимодействия возрастает пропорционально / х. Приравнивая /Сн = К , получим первую критическую толщину Хк [c.74]

В заключение можно отметить, что теория поверхностного взаимодействия предсказывает, что все хрупкие реакционные слои будут растрескиваться при деформации, определяемой их прочностными и упругими свойствами. Степень опасности этих трещин зависит от их длины, которая в свою очередь определяется толщиной реакционного слоя. Когда уровень концентрации напряжения, вызванной трещиной, меньше уровня концентрации напряжения, обусловленной уже существующими дефектами в волокне, прочность композиционного материала пе изменяется. По мере увеличения длины трещины сверх критического значения, определяемого равенством действия этих двух типов концентраторов напряжения, происходит постепенное сния ение прочности. При значениях длины, превышающих второе критическое значение, разрушение реакционной зоны немедленно приводит к разрушению волокна. Волокна с чрезмерной толщиной реакционного слоя разрушаются при деформации 0,25% и напряжении 105 кгс/мм в случае волокон бора, для волокон бора с покрытием из карбида кремния эти величины составляют 0,45% и 189,8 кгс/мм соответственно. Было показано, что для материала титан — бор упругое закрепляющее действие матрицы влияет на величину допустимого реакционного слоя. График соответствующей зависимости показывает, что в случае матрицы, сохраняющей упругость до предела деформации волокон, допустимая толщина реакционного слоя должна составлять около 8000 А. Многие титановые сплавы остаются упругими до этой точки, отвечающей пределу упругости 96 ООО фунт/кв. дюйм (67,5 кгс/мм ), в предположении, что модуль упругости равен 16 X 10 фунт/кв. дюйм (11 249 кгс/мм ). [c.289]

В работе [61] был применен искусственный прием. Сначала численное интегрирование уравнений несжимаемого пограничного слоя проводилось обычным путем, т. е. при заданном распределении давления. На небольшом расстоянии перед точкой отрыва вместо давления задавалось распределение толщины вытеснения пограничного слоя в виде полинома второй или третьей степени, а давление определялось. При этом удавалось пройти через точку отрыва и даже область присоединения небольшой зоны отрыва. Таким образом решалась обратная задача. Для сверхзвукового течения со свободным взаимодействием [201 возможность прохождении через точку отрыва обеспечивалась заданием аналитической связи между величиной давления и производной от толщины вытеснения пограничного слоя. (Связь в виде формулы Аккерета.) Разумеется, решение, полученное для области за точкой отрыва, не является единственным и отвечает лишь найденному виду течения. Однако это решение отвечает условиям в критической точке возвратного течения развитой зоны отрыва, что видно из сравнения расчетного значения давления в изобарной части зоны отрыва с экспериментальными данными (фиг. 6). [c.257]

В предыдущих разделах данной главы под робно рассмотрены лишь те системы, для обсуждения свойств которых имеется достаточно информации. Во многих случаях разрушение контролируется принципиально различными факторами. В табл. 6 сведены имеющиеся данные о продукте реакции, деформации разрушения продукта реакции и волокна, критической толщине зоны взаимодействия (если таковая имеется) и факторе, предположительно, контролирующем разрушение. [c.182]

Обш ий характер связи между толщиной зоны взаимодейств ия и деформацией разрушения 8, иллюстрирует рис. 3, относящийся к системе титан — бор. Меткалф [18] принял В = 1 и выбрал в качестве г минимальный размер кристаллической ячейки для фазы TiBa (/=3-10 мкм). Эти предположения носят произвольный характер, и, согласно экспериментальным данным, о которых будет сказано ниже, они должны быть изменены, чтобы соответствовать опытным значениям первой критической толщины так, радиус вершины трещины должен составлять от 1 Ю-з до 1,5- Ю мкм. Из р ис. 3 следует, что для олее прочных волокон бора первое критическое значение толщины меньше. Если толщина борида меньше этого критического значения, то трещины в боридном слое не влияют на характер разрушения волокон, а также композита в целом. [c.147]

Однако характерную взаимосвязь между степенью взаимодействия и прочностью (рис. 3) нельзя объяснить только образованием нерегулярных трещ ин и зазубрин в процессе реакции. Удов- летворительной может быть признана лишь та теория, которая объясняет критические уровни развития реакции, отвечающие началу и концу разупрочнения, а также постоянство деформации разрушения полностью разупрочненных композитов. Поскольку в системах псевдопервого класса отсутствует связь с толщиной зоны взаимодействия (характерная для систем третьего класса), была предпринята попытка создать теорию, основанную на представлениях о критической площади взаимодействия. Выбор этого критерия разрушения обосновывают характером деформации осевого сечения прореагировавшего волокна (рис. 7) в системах [c.150]

Система Класс основное соединение Характеристики зоны взаимодействия деформа- деформация модуль раз- разруше- KS волТна. 10-3 [ критическая толщина Вероятный фактор, контролирующий разрушение [c.181]

Разница между композициями третьей и псевдопервой группы состоит в том, что в первых реакция протекает равномерно ио всей поверхности волокон, тогда как в последних — только в отдельных местах нарушения окисных пленок. До тех пор, пока эти илепки остаются сплошными, система ведет себя как композиция первой группы с невзаимодействующими комнонентами. Поскольку зона взаимодействия в композициях первой группы неравномерна, то невозможно в них определить критическую толщину. Тем не менее можно ввести понятие критической площади поверхности волокон, норал<енной химическим взаимодействием. Если пораженная химическим взаимодействием площадь поверхности волокон меньше критической, разупрочнения волокон не происходит, и наоборот. [c.75]

Допустимая степень взаимодействия компонентов в системах третьего класса зависит от многих других характеристик композита. Одна из важнейших характеристик — сопротивление распространению каждого конца трещины в реакционной зоне, поскольку оно определяет величину раскрытия трещины, а следовательно, и создаваемую трещинами концентрацию напряжений. Согласно всем имеющимся данным, допустимая длина трещины в системе титан — бор увеличивается с ростом предела упругости титановой матрицы. Однако если волокно не абсолютно упруго, а обладает определенной пластичностью, то критическая длина трещины может быть много больше. Значит, много больше может быть и толщина реакционной зоны. Соответствующий пример, относящийся к системе псевдопервого класса, имеется в работе Джонса [23], который исследовал композиты алюминиевый сплав 2024 — нержавеющая сталь. Хотя на большинстве образцов взаимодействия не наблюдалось, в нескольких случаях на малоугловом шлифе была обнаружена третья фаза вокруг волокон. Один из таких образцов, где хорошо видна образующаяся при реакции фаза, изображен на рис. 5. Фазу пересекают многочисленные, регулярно располо- [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...