Предел волокнита

Нанесем на поверхность бруса в пределах участка чистого изгиба сетку продольных и поперечных прямых (рис. 2.73, а). При изгибе бруса продольные линии искривятся — изогнутся, а поперечные линии, оставаясь прямыми, повернутся на некоторый угол. Выделим элемент длиной г и найдем удлинение волокна, находящегося на расстоянии у от нейтрального слоя. На рис. 2.73, в этот элемент изображен в большем масштабе. Длина дуги 00 равна 2, так как нейтральный слой при изгибе не меняет длины. [c.252]

Как показывают многочисленные опыты, предел выносливости при симметричном цикле растяжения-сжатия олр оказывается на 2 -30% ниже, чем предел выносливости, полученный при изгибе а-1. Это объясняется тем, что при растяжении и сжатии напряжения во всех точках поперечного сечения одинаковы, т.е. весь материал детали одинаково нагружен. При изгибе же напряжения распределяются неравномерно по сечению наибольшие напряжения имеют место лишь в крайних волокнах, а остальная часть материала. менее нагружена, что снижает[вероятность образования усталостной трещины. [c.60]

Концентраторы напряжений оказывают разное влияние на хрупкие и пластичные материалы. Если изготовить пластинку с отверстием (рис. 4.7.1) из пластичного материала, например Ст. 3, и подвергнуть ее растяжению, то при достижении максимальными напряжениями предела текучести <Тт волокна в зоне отверстия вытянутся и в работу вступят рядом лежащие. Пластинка изменит свои размеры только тогда, когда все волокна в опасном сечении нагрузятся до предела текучести. [c.61]

В этом уравнении [т] Тт/п, где Тт — предел текучести при кручении, п — коэффициент запаса прочности. При этом предполагается, что как только наружные волокна достигают предела текучести, несущая способность бруса исчерпывается. Следовательно, помимо того запаса прочности, который дается коэффициентом п, мы имеем запас за счет недогрузки волокон, лежащих ближе к центру. [c.134]

Если предположить, что балка изготовлена из пластичного материала, например из стали, то а = (Тт/п. Допустим, что напряжения, возникающие в наиболее удаленных волокнах, не превышают предела пропорциональности в волокнах, подвергнутых как растяжению, так и сжатию. На рис. 11.5.1, а представлена сложная диаграмма напряжений, отражающая состояние растяжения и сжатия материала балки. Предположим, что балка имеет прямоугольное сечение Ь X Е эпюра напряжений при нагружении до предела пропорциональности представлена на рис. 11.5.1,6. Эта диаграмма отражает поведение пластичного материала при поперечном изгибе, который ведет себя одинаково как при растяжении, так и при сжатии. [c.188]

При расчете по допускаемому напряжению за опасное состояние балки принимают такое ее состояние, при котором в наиболее напряженном крайнем волокне балки нормальное напряжение достигает значения предела текучести материала (рис. 79). [c.138]

Масштабный эффект. Для образца диаметром 100 мм из стали предел выносливости может оказаться примерно на 40% ниже, чем для образца диаметром 10 мм. Это объясняется тем, что разрушение начинается от некоторого дефекта, слабого места. Чем больше объем образца, тем больше вероятность нахождения в нем опасного дефекта. Статистическая теория прочности, объясняющая масштабный эффект, будет изложена в 20.3 применительно к иным объектам, а именно, тонким хрупким волокнам. Приведенный там анализ переносится на задачу об усталостном разрушении, для зависимости прочности от напряженного объема получается следующая формула [c.680]

Мы не приводим здесь цифр, характеризующих прочность и жесткость стеклянного волокна, эти величины колеблются в довольно широких пределах зная их, можно вынести лишь весьма относительное суждение о прочности или жесткости композита. [c.685]

Задание средней прочности <а> и в некоторых случаях дисперсии D часто считается достаточным для того, чтобы охарактеризовать прочность волокна. Во всяком случае в технических условиях на волокно фиксируется величина <о> (при заданной длине образца), а иногда ставится требование, чтобы коэффициент вариации w не превосходил некоторого предела. В действительности эти данные совершенно недостаточны для суждения [c.691]

Теперь поставим следующий вопрос. Пусть известно распределение прочности моноволокон, определенное на некоторой длине Lo. Требуется определить прочность пучка волокон длиной L. Если L < Lo (а для композитов, как будет показано ниже, выполняется именно это условие), то в силу вступают два противоположных фактора. G одной стороны, масштабный эффект при большом коэффициенте вариации выражен более сильно, поэтому средняя прочность на длине L растет по сравнению с прочностью, определенной на длине Ьц. С другой стороны, реализация прочности в пучке о оказывается ниже средней прочности и это снижение прочности увеличивается с ростом коэффициента вариации. Поэтому не вполне ясно, какому волокну следует отдать предпочтение, с большим разбросом прочности или с малым разбросом. Во всяком случае, предъявляемые иногда к поставщикам волокна требования ограничить дисперсию прочности некоторым узким пределом не могут считаться оправданными. [c.695]

Здесь О/ — напряжение в волокне, эффектом поперечной деформации, связанной с неодинаковостью коэффициента Пуассона, найдем, что при совместной и одинаковой деформации волокна и матрицы напряжения относятся как модули упругости. Полимерная матрица упруга вплоть до момента разрушения, отношение модуля упругости угольного волокна к модулю упругости эпоксидной смолы / = 40 ООО 350 = 114, когда напряжение в волокне равно пределу прочности порядка О/= 300 кгс/мм От = 300 114 = = 2,6 кгс/мм , тогда как предел прочности смолы порядка 7— 8 кгс/мм Этот простой подсчет, имеющий целью лишь оценку порядка величины, показывает, что волокна рвутся раньше, чем матрица. Это тем более относится к материалам с металлической [c.696]

Пластичная матрица. Если материал матрицы пластичен, а волокно хрупко, при достижении удлинения, соответствующего пределу прочности волокна, последнее рвется, тогда как матрица продолжает вытягиваться. В некоторых старых работах (Келли п др.) делается вывод о том, что при малой, концентрации хрупких волокон прочность композита может оказаться ниже прочности матрицы. Волокна разрываются при сравнительно низком среднем напряжении, а дальше вся нагрузка воспринимается матрицей, относительная площадь сечения которой у меньше, чем площадь сечения исходного материала, и = i — f/. Это уменьшение прочности происходит до тех пор, пока У/ меньше некоторого критического значения и р. При У/ > Уир большая часть нагрузки воспринимается прочными волокнами и прочность композита растет с увеличением Vf. Эта схема была бы верна, если бы разрушение всех волокон происходило в одном и том же сечении. В действительности при малых значениях Vf по мере удлинения матрицы происходит беспорядочное дробление. Распределение растягивающего усилия в каждом кусочке длины Z > 2Zo будет таким, как показано на рис. 20.6.1, а, при даль- [c.700]

При прямом чистом изгибе бруса в его поперечных сечениях возникают только нормальные напряжения. Когда изгибающий момент М меш>-ше некоторого значения, эпюра, характеризующая распределение нормальных напряжений вдоль оси у поперечного сечения, перпендикулярной нейтральной оеи (рис. 17.7, а), имеет вид, показанный на рис. 17.7, б. Наибольшие напряжения при этом равны М1] . По мере увеличения изгибающего момента М нормальные напряжения возрастают, пока наибольшие их значения (в волокнах, наиболее удаленных от нейтральной оси) не становятся равными пределу текучести (рис. 17.7, в) при [c.594]

Наибольший изгибающий момент [равный (12/81)Р/] возникает в левом опорном сечении рассматриваемой балки. При значении нагрузки Р = = 81 М 121) изгибаю-пщй момент в этом сечении достигает опасного значения IV, вызывающего появление напряжений, равных пределу текучести, в волокнах балки, наиболее удаленных от нейтральной оси Увеличение нагрузки сверх указанной величины приводит к тому, что в левом опорном сечении А изгибающий момент становится равным предельному значению = и в [c.598]

Под первым предельным состоянием конструкции (по несущей способности) понимается состояние, недопустимое по условиям эксплуатации конструкции, например для металлических неразрезных балок— появление напряжений, равных пределу текучести в волокнах, наиболее удаленных от нейтральной оси. При таких состояниях обычно не происходит еще полного исчерпания несущей способности конструкции и, следовательно, они отличаются от предельных состояний, рассмотренных в предыдущих параграфах настоящей главы. [c.600]

По мере возрастания изгибающего момента сначала напряжения в крайних волокнах достигают предела текучести, затем текучесть начинает распространяться вглубь, и упругая зона сечения уменьшается. При отсутствии упрочнения высота упругой зоны в предельном состоянии становится настолько малой, что ею можно пренебречь и считать, что текучесть охватывает все сечение (рис. 21.8). Такое состояние сечения соответствует образованию в балке пластического шарнира. [c.555]

Построим для начала эпюры М и Q для рассмотренной ранее штанги. Изгибающий момент на первом участке равен, как вы уже установили, Pz. Согласно принятому правилу знаков линейно возрастающую функцию Af (рис. 5) строим внизу — сжатые волокна находятся внизу. В пределах среднего участка изгибающий момент остается постоянным. На третьем участке эпюра будет такой же, как и на первом. [c.7]

Из водной суспензии размолотой целлюлозы, так называемой пульпы, на специальных машинах изготовляют ролевые и листовые бумаги и картоны. При этом волокна стремятся расположиться преимущественно по ходу машины по направлению движения пульпы в долевом направлении. Этим объясняется различие механических свойств бумаг и картонов в разных направлениях продольное (по ходу машины) и поперечное. Предел прочности вдоль при растяжении выше, удлинение при разрыве меньше, чем поперек . [c.166]

Другая причина изменений характеристик волокна может быть связана с его спиральным расположением в многожильном оптическом кабеле. Предполагается, что перечисленные неоднородности очень малы по величине. Большие неоднородности вызывают и большие локальные потери. Если неоднородности имеют место на расстояниях, меньших длины волны, то они приводят к появлению рэлеевского рассеяния ( 3.1.3). В таком случае небольшая часть переносимой всеми световодными модами мощности может быть рассеяна в виде ненаправленного излучения. Неоднородности, которые по своим размерам превышают длину волиы излучения, не способны создать такое рассеяние, однако они могут вызвать обмен энергией между соседними модами. В случае, когда моды располагаются вблизи частоты отсечки, это может привести к переносу энергии от световодных мод высоких порядков к затухающим или неканализируемым модам, которые затем уходят за пределы волокна. Если принять во внимание, что в одном километре волокна укладывается около 10 длин волн, то становится ясно, что даже очень малые возмущения, создаваемые в световоде неоднородностями, будут достаточными для нарушения характеристик распространения света в нем, если эти неоднородности имеют место на значительной части волокна. [c.184]

Свойства стеклотекстолитов изменяются в широких пределах в зависимости от то.лщины стеклянного волокна, структуры стеклянной нити, предварительной обработки стеклянного наполнителя, типа связующего и метода производства этих слоистых мате1)иалов. Прочностные свойства стеклотекстолитов высокие. [c.401]

Срок службы рессор может быть повышен гидроаб )азпвпой и дробеструйной обработкой (поверхностным наклепом), создающей в поверхностных слоях остаточные напряжения сжатия, понижающие рабочие напряжения растяжения в наружных волокнах. Пос.ме дробеструйной обработки предел выносливости пог.ьппается в 1,5 -2 раза. [c.275]

Повышенная жесткость деталей, работающих на растяжение-сжатие, в конечном итоге обусловлена лучшим использованием материала при этом виде нагружения. В случае изгиба и кручения нагружены преимущественно крайние волокна сечения. Предел нагружения наступает, когда напряжения в них достигают опасных значений, тогда как сердцевина остается недогруженной. При растяжении-сжатии напряжения одинаковы по всему сечению материал используется полностью. Предел нагружения наступает, когда напряжения во всех точках сечения теоретически одновременно достигают опасного значения. Кроме того, при растяжении-сжатии деформации детали пропорциональны первой степени ее длины. В случае же изгиба действие нагрузки зависит от расстояния между плоскостью действия изгибающей силы и опасным сечением деформации здееь пропорциональны третьей степени длины. [c.215]

Ирпмечание. Значки х и Ц указывают на значения предела прочности в направлении, перпендикулярном и параллельном волокнам, [c.165]

Идеализируем диаграмму по методу Прандтля ( 5.3) будем считать, что при достижении предела текучести напряжение в волокнах перестает расти, а их удлинение продолжается. Предположим, что рассматривается балка на двух опорах прямоугольного сечения, нагруженная посредине пролета сосредоточенной силой Р (рис. 11.5.2, ц). На рис. 11.5.2, б, в показаны эпюры Q и М. Считаем, что нагрузка растет постепенно. В волокнах балки также постепенно будут расти напряжения. В наиболее удаленных волокнах, находящихся на расстоянии 11/2 от нейтрального слоя, напряжения достигнут вначале предела пропорциональности, а затем предела текучести (рис. 11.5.2,6). При достижении волокнами предела текучести их несущая способность будет исчерпана, т. е. в работу всту- [c.188]

Предел прочности и модуль упругости полимерного материала существенно возрастают в случае изготовления из него волокна с продольной ориентацией длинных полимерных молекул. Например, арамидные волокна (известные в США под торговой маркой как кевларовые волокна ) по прочности на растяжение соответствуют лучшим сортам высоколегированной термически обработанной стальной проволоки, а по модулю упругости эти волокна уступают стали лишь на 30...40%. Арамидные волокна служат одним из главных компонентов в производстве пуленепробиваемых жилетов. [c.66]

ОДНОГО И ТОГО же материала можно говорить не о постоянной характеристике, а о ее статистическом распределении. Если модуль упругости и предел текучести меняются в узких пределах и расчет по средним значениям достаточно достоверен, то прочность хрупких материалов и их структурных составляющих должна рассматриваться как случайная величина и отвлечься от ее статистического характера принципиально невозможно. Именно статистическая теория позволяет объяснить и оценить количественно так называемый масштабный эффект прочность большого изделия всегда оказывается меньше, чем прочность малой его модели (после пропорционального перерасчета, конечно). Изложение современных статистических теорий прочности заняло бы слишком много места, однако некоторые сведения нам представлялось необходимым сообщить. Эти сведения особенно существенны для понимания природы прочности современных композитных материалов, состоящих из полимерной или металлической матрицы, армированной угольным, борным илп иным высокопрочным волокном. Разброс свойств армирующих волокон довольно велик и для нопимания того, в какой мере эти свойства могут быть реализованы в композите, необходимо некоторое представление о статистической природе его прочности. Именно поэтому изложение элементов статистической теории будет дано ниже, в гл. 20. [c.654]

Механика деформируемого твердого тела изучает законы деформирования реальных твердых тел под действием приложенных к ним внешних сил, температурных, магнитных полей и других внешних воздействий. Силы, как основной фактор взаимодействия между телами, представляют собой меру механического действия тел друг на друга и взаимодействия частей одного тела между собой. В результате силового воздействия материальные частицы тела приходят в движение и расстояния между ними изменяются, что приводит к деформации малой окрестности какой-либо точки тела (локальная деформация) и всего тела (глобальная деформация). В механике деформируемого твердого тела и сопротивлении материалов, в частности, под термином деформация обычно понимают локальную деформацию, описывающ,ую изменение расстояний между близкими материальными точками тела, и изменение взаимной ориентации отдельных волокон тела. Под волокном понимают совокупность материальных точек тела, непрерывно за-П0ЛНЯЮШ.ИХ некоторый малый отрезок аЬ, заданным образом ориентированный в пространстве. Непрерывное заполнение материальными точками малого отрезка аЬ обеспечивается гипотезой сплошности, которая состоит в том, что деформируемое твердое тело без пустот (сплошь) заполняет своими материальными точками ту часть пространства, которая находижя в пределах границы [c.5]

Чистый изгиб балки имеет место при постоянном по длине изгибающем моменте Мх и нулевой поперечной силе Qy. При достижении моментом значения М(, = 2a Jxlh н крайних волокнах у = hl2 достигается предел текучести (рис. 12.39, а). Дальнейшее увеличение момента ведет к распространению пластической зоны и при отсутствии упрочнения (схема идеального упругопластического материала, см. рис. 1.9, в) получим эпюру а , показанную на рис. 12.39, б. Зона —т) < г/ < т) представляет собой упругое ядро, где I I < ст , а за пределами упругого ядра о = и имеет место состояние пластического течения. Принимая гипотезу плоских сечений, как и в чисто упругой задаче изгиба, получаем [c.278]

При увеличении изгибающего момента сверх опасного значения напряжения, равные пределу текучести а , возникают не только в волокнах, наиболее удаленных от нейтральной оси, но и в некоторой зоне поперечного сечощя высотой а (рис. 17.7, г) в этой зоне материал находится в пластическом состоянии. В средней части сечения напряжения меньше предела текучести, т. е. материал в этой части находится еще в упругом состоянии. [c.595]

Способность электроизоляционного материала без повреждения и без недопустимого ухудшения практически важных его свойств выдерживать действие повышенных температур в течение времени, сравнимого со сроком эксплуатации, называется иагревостой-костыо. По нагревостойкости электроизоляционные материалы, применяемые в электрических машинах и трансформаторах, делятся па семь групп (ГОСТ 8865 —70). К первой группе (У) относятся волокнистые материалы из целлюлозы, пластмассы с органическим наполнителем, не пропитанные связующим составом верхний предел рабочего диапазона температур для них составляет 90 С. Следующая группа (Л) характеризуется верхним пределом температур 105 °С. Группа Е (синтетические волокна, пленки, смолы и другие материалы) имеет наибольшую температуру 120 Материалы на основе слюды, асбеста н стекловолокна (группа-В), выдерживают температуру 130 °С те же материалы, но в сочетании [c.164]

Ni, в 1,8-2 раза, а содержащих 11,5 % Ni в 3,2 - 3,6 раз выше, чем нелегированных цинковых покрытий. Легирование цинкового покрытия никелем повысило предел статической водородной усталости и снизило склонность стали к коррозионному растрескиванию в среде 3 %-ного раствора хлористого натрия, насыщенного сероводородом (pH 3,5), с добавлением 0,5 % уксусной кислоты. Предел критической деформации Скр легированного покрытпя по сравнению с нелегированным и непокрытой сталью увеличивается от 0,5 до 0,8 %, а критическое напряжение Окр в наружных волокнах образца изменялось от 1000 до 1600 МПа. [c.91]

Линейные полимеры отличаются большой длиной молекулы при малом ее поперечнике. Например, у полистирола при коэффициенте полимеризации п, равном 6000, длина молекулы составляет около 1,5 -10- см, при поперечном размере 1,5-10 см. Линейные полимеры обычно более легко растворимы и более гибки, чем пространственные. Многие линейные полимеры сгюсобны перерабатываться в тонкие волокна и пленки. Некоторые из них являются эластомерами — резиноподобными материалами. Аморфные полимеры с линейной структурой молекул имеют характерную зависимость деформации от температуры, представленную на рис. 3-10. На этой диаграмме ясно видны три стадии стеклообразное состояние ниже температуры стеклования Тс при температуре в пределах от Т до температуры вязкотекучего состояния полимер находится в высокоэластическом состоянии при температуре выше наступает вязко гекучее состояние. Рабочую температуру полимеров следует выбирать не выше температуры стеклования. [c.116]

При напряжениях, постоянных во времени, коэффициент а достаточно хорошо характеризует прочность детали, изготовленной из хрупкого материала однородной структуры (например, из инструментальной стали). При достижении местными напряжениями а акс величины, равной Оа, произойдет разрушение детали. Для деталей, изготовленных из пластичных материалов, влияние концентрации напряжений при постоянной нагрузке оказывается меньшим, чем это определяется коэффициентом а . В этом случае, после того, как напряжения Омакс достигнут предела текучести, рост их прекращается, материал в точках т начинает течь . Дополнительная нагрузка воспринимается средними волокнами, напряжения в них растут. Процесс роста напряжений в средних голокнах продолжается до тех пор, пока не прекратится течение [c.200]

Для закаленных труб при содержании Си и Zn не более 0,1% каждого предел прочности может быть снижен, но не более чем на 3 kFJaim . В зависимости от размеров полуфабриката. Механические свойства поперек направления волокна кГ1ммг S>4 . [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...