Прочность пучка

Коэффициент запаса на устойчивость всегда принимают несколько больше основного коэффициента запаса на прочность (Пу > п). Это делается потому, что для центрально сжатых стержней ряд обстоятельств, неизбежных на практике (эксцентриситет приложения сжимающих сил, начальная кривизна и неоднородность стержня), способствуют продольному изгибу, в то время как при других видах деформации эти обстоятельства почти не сказываются. Коэффициент запаса устойчивости для сталей выбирают в пределах 1,8—3,0 для чугуна — в пределах 5,0—5,5 для дерева — 2,8. .. 3,2. Заметим, что меньшие значения п . принимают при большей гибкости. [c.513]

Здесь р (о) = / (а) —плотность распределения прочности волокон. Из (20.4.2) находится величина а и в результате подстановки в (20.4.1) прочность пучка Оо = о . Величина о, всегда оказывается меньше средней прочности <о>. Для иллюстрации рассмотрим очень простой пример, когда плотность распределения р а) постоянна в интервале о (а , а+) и вследствие условия нормировки р = 1/ (о+ — 0-). [c.694]

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]

Величина т вообще неизвестна, и пути ее экспериментального определения неясны. Во всяком случае она меньше, чем сопротивление композита разрушению при сдвиге. Принимая т = = 2 кгс/мм , о = 240 кгс/мм (ориентировочные оценки для углепластика), получим при d = 10 мкм, Zo = 0,3 мм. При разрыве композита поверхность разрыва напоминает щетку, из разлома матрицы, как щетинки, торчат кончики оборванных волокон. Средняя длина этих вытянутых кончиков равна неэффективной длине волокна. Результаты таких измерений показывают, что величина неэффективной длины в сильной степени зависит от технологии изготовления композита, определяющей величину т в формуле (20.5.5), для композитов углерод — эпоксидная смола величина 1а может достигать 0,5—1 мм. При этой длине большая дисперсия прочности волокон приводит к снижению прочности пучка за счет коэффициента реализации к, определяемого формулой (20.4.4), который не перекрывается увеличением средней прочности вследствие масштабного эффекта. [c.699]

Прочность пучка волокон (рис. 26, б) определяется критической нагрузкой, при которой разрушается достаточное количество волокон, так что оставшиеся волокна не могут больше выдерживать нагрузку. Распределение пределов прочности пучков из / нитей при большом у стремится к нормальному распределению с математическим ожиданием [c.99]

Прочность пучка Х] уменьшается с увеличением длины волокон. [c.99]

Отмечено, что вычисленная прочность увеличивается с увеличением расстояния между частицами хрупкой фазы. Как упомянуто ранее, полностью связанный агрегат разрушается при разрушении наиболее слабого объемного элемента. В случае пучка волокон перед его разрывом должно разрушиться некоторое количество волокон. Колеман показал, что прочность пучка волокон меньше средней прочности волокон, но имеет тот же самый порядок. Отмечено, что отдельное волокно в пучке может разорваться только один раз и что разорванное моноволокно не несет никакой нагрузки по всей его длине. В случае заключенных в матрицу частиц или волокон композитное тело разрушается путем статистического накопления разрушений элементов. Причем условие разрушения представляет собой критическое число разрушенных элементов в одном поперечном слое. В случае заключенных в матрицу волокон отдельное волокно может разрушиться больше одного раза, так как напряжение перераспределяется по его неразрушенной части при помош и матрицы. Фактически прочность моделей увеличивается в некоторой зависимости от количества элементов объема, разрыв которых происходит перед разрушением тела. [c.101]

Кружками обозначены средние экспериментальные значения в качестве принята прочность пучка волокон 1 — по статической модели 2 — по правилу смесей 3 — учет только волокон ( анализ"решетки ). [c.133]

НОМ направлении как пучок, то совершенно ясно, что средняя прочность пучка не будет равна ни прочности слабейшего элемента, ни прочности самого сильного. [c.179]

При анализе модели хрупкого разрушения каждое волокно трактуется как цепочка, состоящая из п звеньев, каждое длиной б (неэффективная длина). Каждый слой (рис. 17) есть пучок таких звеньев, а композит — ряд таких пучков. Опытные данные по прочности, полученные для длинных волокон, могут быть сопоставлены с данными по более коротким волокнам [41], которые в свою очередь связаны с прочностью пучка звеньев из большого числа волокон [15]. [c.288]

Коэффициент р позволяет оценить вклад матрицы в повышение или снижение прочности пучка волокон в результате его введения в матрицу. Так, например, если матрица вносит какой-то вклад в прочность по отношению к пучку или даже если она просто принимает на себя часть нагрузки, наблюдаемый коэффициент р будет больше единицы. Если же матрица химически взаимодействует с волокнами, либо волокна ломаются в процессе изготовления материала, прочность композиции может быть ниже, чем прочность пучка волокон, в результате чего р будет меньше единицы. [c.108]

Прочность при растяжении промышленно производимых углеродных волокон измеряют на образцах пучков волокон, предварительно пропитанных и отвержденных по изложенному ниже методу. ) Для установления соответствия между прочностью пучка волокон и прочностью отдельного волокна необходимо принимать во внимание характер распределения по значениям прочности. Например, измеряемая таким методом прочность пучка углеродных волокон высокопрочного типа на основе ПАН, пропитанного эпоксидной смолой, соответствует прочности сухого пучка моноволокон длиной 0,6 мм [30]. [c.44]

Тогда для прочности пучка с учетом исходной площади N волокон [c.111]

Часто для армирования пластиков используются пучки, которые состоят из сотен элементарных волокон. При испытании такого пучка после приложения нагрузки происходят случайные разрывы отдельных волокон, имеющих наибольшее количество дефектов. Таким образом, прочность пучка волокон сильно зависит от разброса прочностных свойств отдельных волокон, который оценивается при помощи коэффициента вариации прочности элементарных волокон. [c.129]

Учитывая, что в процессе лавинного разрушения волокон напряжения изменяются в очень узком интервале (см. рис. 4.15), можно принять, что деформация армированного пластика в процессе лавинного разрушения волокон практически не меняется. Предельную деформацию волокон, соответствующую началу лавинного разрушения, в дальнейшем обозначим через евя- Из сказанного следует, что предельная деформация евк является очень важным параметром прочности пучка волокон и практически она равняется предельной деформации армированного пластика при нагружении в направлении армирования. Из тако го допущения вытекает методика экспериментального определения евн. [c.130]

N,8, Р— продольное (осевое) усилие (кг), п — запас прочности, Пу — запас устойчивости. [c.3]

Запас прочности Пу по статической 59о [c.145]

Медно-железные электроды состоят из медного прутка с оплеткой из жести или пучка из медных и стальных стержней. Электроды имеют специальное или стабилизирующее покрытие. Медно-никелевые электроды состоят из стержней монель-металла (70 % Ni, 28 % Си и остальное Fe) пли мельхиора (80 % Си, 20 % Ni) со стабилизирующей обмазкой. Применение медно-железных и медноникелевых электродов позволяет получить сварное соединение, у которого отбеливание в з. т. в. наблюдается только на отдельных участках. Наибольшее применение имеют медно-железные электроды, как более дешевые и обеспечивающие достаточную прочность металла шва. [c.234]

Влияние концентрации напряжений на статическую прочность для малопластичных и хрупких материалов оценивается или теоретическим коэффициентом концентрации напряжений а , вычисляемым метода.ми теории упругости, или эффективным коэффициентом концентрации К , определяемым опытным пу- [c.161]

Задача о прочности пучка волокон с различной прочностью его индивидуальных составляющих была полностью исследована в работе Даниелса (1945 г.), относящейся к текстильным нитям. Схема Даниелса с незначительным изменением была перенесена на проблему прочности при растяжении однонаправленного композита, армированного непрерывным волокном. В основу этой схемы полагаются некоторые упрощающие предположения, а именно, считается, что модуль упругости всех волокон одинаков. При выводе соответствующих формул, если число волокон весьма велико, нам нет необходимости даже вставать на вероятностную точку зрения. Представим себе пучок детерминированным, пусть Р(о)—отношение числа волокон, разрывающихся [c.693]

ИТ в том, чтобы оценить величину указанного предела. В отсутствие матрицы эта характеристика представляет собой прочность пучка волокон она принимает те же значения и при наличии матрицы, если прочность поверхности раздела при двиге равна нулю. Влияние роста прочности поверхности раздела зависит от свойств упрочнителя. Композиты, армированные непрерыв 1ы ми Волокнами, дисперсия прочности которых равна нулю (т. е. средняя прочность волокна в композите равна прочности пучка воло- кон), нечувствительны к прочности поверхности раздела. С ростом дисперсии прочности волокон все большее число волокон будет разрушаться в слабых точках, расположенных вне плоскости излома. В этих случаях передача нагрузки на неразрушенные участки должна происходить, по механизму, предусматривающему передачу нагрузки через поверхность раздела в матрицу. Когда поверхность раздела становится прочнее матрицы, сдвиг матрицы происходит легче, чем разрушение поверхности раздела, и даль- нейшее увеличение прочности поверхности раздела уже не. влияет на тип разрушения. Такой случай разрушения, не зависящего от состояния поверхности раздела, рассматривается теориями прочных поверхностей раздела. Поскольку продольные свойства дан- ного типа композитов. не зави >сят от состояния поверхности раздела, теории, предсказывающие значения этих свойств, не относятся к предмету настоящей главы. Обзор указанных теорий имеется в гл. 2, посвященной механиче ским аспектам поверхности раздела. [c.140]

Из табл. 23 видно, что наиболее высокую прочность (148кгс/мм ) имели образцы с матрицей из нелегированного магния. По расчету прочность сухого пучка при содержании 67 об. % волокна должна составлять 134 кгс/мм Таким образом, прочность образцов превышает прочность пучка на 10%, и в данном случае коэффициент эффективности матрицы равен 1,1. Введение в магний 9% алюминия приводит к сильной деградации волокон, и для партии образцов № 2 коэффициент р существенно меньше единицы. Однако если в эту же матрицу вводить борное волокно, предварительно покрытое слоем нелегированного магния, то, как это видно по результатам испытания партии кольцевых образцов № 8, коэффициент эффективности матрицы может быть значительно повышен. Полученные значения р = 1,16 свидетельствуют о том, что магниевое покрытие предохраняет бор от взаимодействия со сплавом, содержащим алюминий, а более прочная по сравнению с нелегированным магнием матрица вносит свой вклад в прочность композиции. [c.110]

ИЗ которого видно, что прочность пучка волокон в решающей степени определяется характеристическим отношением волокон и разбросом экспериментальных данных (величиной т). Зависимость отношения прочности пучка волокон и средней прочности волокон ав/а/ от параметра т приведена на рис. 2.50. Из рисунка видно, что для таких волокон как стеклянные, для которых т обычно лежит в интервале от 5 до 15, прочность пучка волокон может достигать значения только около 70% от средней прочности волокон. Можно ожидать поэтому, что прочность однонаправленного стеклопластика долл<на быть (исключая небольшое влияние полимерной матрицы) равна [c.111]

Рис. 11. Прочность пучка как функция коэффициента вариации прочности волокна (по Кортену) oh/o — отношение прочности пучка к средней прочности волокон в пучке

Аналитическое рассмотрение концепции прочности пучка волокон и ее связи со статистической вероятностью разрушения хрупких волокон выполнено Кортэном и др. [7]. Этот анализ основан, главным образом, на функции Вейбула, которая связывает функцию вероятности распределения дефектов в хрупком упругом твердом теле с размером образца. Поскольку этот вопрос не будет рассмотрен детально в данном томе, следует обратиться к т. 2 ( Микромеханика ). [c.32]

Воспроизводимость или постоянство свойств. Эти характеристики всегда очень важны для хрупких или высокопрочных материалов. Во многих случаях, как описывалось ранее, прочность композиции зависит от прочности пучка волокон и является скорее функцией распределения прочности волокон, чем их вида или максимйГльной прочности. [c.37]

На пластичность матрицы оказывают воздействие сжимающие е окружающие волокна, а на поведении волокон сказывается способность матрицы передавать нагрузки волокнам очень небольшой длины. Разрушающее напряжение волокон в композиционном материале часто рассчитывается по прочности пучка, состоящего из параллельных волокон [23, 88]. Прочность пучка зависит как от средней прочности волокна и ее распределения, так и от длины базы испытуемых образцов. Эта прочность в качестве величины ар входила в расчеты, проводимые по уравнению (6) Шеффером и Кристианом [78], показавшие хорошие результаты. Хорошее совпадение с экспериментальными данными получены также при использовании значений только средней прочности, которые обычно выше прочности пучка [5]. Была предпринята попытка установить соотношение между лрочностью композиционного материала, свойствами входящих в него компонентов и его структурой с учетом влияния концентраторов напряжений. Повреждения в волокнах, расположенных произвольно в композиционном материале, служат локальными концентраторами напряжений, вызывающими разрушение композиционного материала [74, 75, 103]. Модель такого типа хорошо описывает прочность боралюминия, изменяющуюся с увеличением повреждений в виде надрезанных и разрушенных волокон, являющихся концентраторами напряжений [50]. В этой модели особо важной становится роль матрицы, благодаря ее способпости передавать напряжения через участки, окружающие поврежденное волокно. [c.461]

Модель Даниэлса была введена впервые для описания прочности пучка волокон. Если волокна не закручены и трение между ними пренебрежимо мало, то модель справедлива с большой степенью точности. При необходимости можно учесть и то обстоятельство, что в действительности п — случайная величина. Однако при достаточно больших N это не внесет заметных изменений в результат. Хотя в основе модели Даниэлса лежит предположение о хрупком характере разрушения структурных элементов, ее следует отнести к моделям пластического типа. В самом деле, прочность образца по этой модели, как правило, имеет порядок средней прочности структурного элемента, а разброс прочности образца невелик. [c.128]

В основу многих исследований бьши положены зависимости, полученные Даниэльсом [235] и Колеманом [231, 232], которые связывают прочность пучков волокон с разбросом прочности исходных волокон. Основное предположение в этих подходах состояло в том, что прочность композита зависит только от свойств волокон. [c.33]

Так, например, для усов а-АЬОз Бреннер 1[27] установил, что их прочность при высокой температуре равна вв Q, где Q = l—0,llogi (/ — время в сек). Таким образом, если принять во внимание фактор времени 0 1, фактор разориентации 0 и фактор ослабления прочности пучка волокон а, то можно написать следующее выражение для прочности композиции [11] [c.171]

Пучки из бревен или тонкомерного лесоматериала, напр, балансов любой длины, представляют собой цилиндры с эллиптич. сечением. Осадка пучков в зависимости от глубин на сплавных реках и в местах сплотки бывает от 0,8 л. до 2мк более. Для прочности пучков необходима плотная укладка в них бревен и форма, сечением близкая к кругу (с отношением осей эллипса не более 1,3). При первоначальной форме сечения пучка в виде плоского эллипса возможно па волне приближение сечения к кругу с освобождением части длины обвязки, т. е. возникновение пустот Е сечении аллапса и ослабление связи ме кду бревнами и их выскальзывание. Наоборот, когда [c.36]

В уточненных расчетах коэффициеш S шад считывают но подобному цик.пу а а = otisl, который на диаграмме изображается лучом, проведенным из начала координат. В общем случае предельное нанряженне а , определяют как ординату точки пересечения этого луча с предельной кривой прочности. Как правило, луч пересекается с горизонтальным участком кривой, т. е. a,ip = o,. [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...