Пространственно-армированные структуры

ПРОСТРАНСТВЕННО-АРМИРОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ [c.10]

Способы создания. Известно несколько способов создания пространственно-армированных структур [19, 20, 22, 24, 25, 30, 55, 82, 91, 92, 101, 102, 107, 108, 125[. В зависимости от способа образования пространственных связей композиционные материалы можно разделить на четыре группы (рис. 1.1). [c.10]

С Целью определения значений коэффициентов армирования были исследованы [41 ] возможности предельного наполнения пространственно-армированных структур волокнами круглого поперечного сечения с прямолинейной и искривленной осью. В основном исследовали плотную упаковку волокон — при касании их цилиндрических поверхностей —в одной плоскости, перпендикулярно к которой вводили волокна, скрепляющие слои. Многонаправленное армирование в плоскости было создано прямолинейными и искривленными волокнами. [c.19]

Пространственно армированные структуры получают плетением волокнистых жгутов или сборкой из жестких стержней. При изготовлении пространственных структур, когда армирую- [c.68]

Характер распределения деформаций также существенно зависит от структуры армирования образца. По степени анизотропии упругих свойств пространственно-армированные материалы, образованные системой двух нитей, мало отличаются от ортогонально-армированных, но различие в изменении значений относительных деформаций у них существенное. Это свидетельствует о том, что при растяжении образцов из пространственно-армированных материалов имеет место [c.33]

Основным недостатком слоистых пластиков является низкое сопротивление межслойному сдвигу и растяжению перпендикулярно слоям. Специальные ткани применяются для создания изделий с пространственно-сшитой структурой. Пространственная схема армирования позволяет избежать слабых прослоек, характерных для слоистых материалов. [c.17]

Таким образом, синтез ортотропных пространственно армированных гибридных структур возможен не только способом ортогонального армирования композита, но и (при Л = 4, 8, 12,...) посредством трехмерной симметричной сбалансированной укладки. [c.58]

Изотропный композит. Введенные ранее структуры армирования, реализованные каждая в отдельности, не позволяют получить пространственно армированный композит, деформативные характеристики которого обладают изотропией. [c.60]

Столь большое число направлений армирования для произвольных значений углов укладки арматуры ф и ф , очевидно, может быть реализовано при весьма незначительных уровнях интенсивности армирования композита р, (см. раздел 1.7.1). Поскольку, однако, жесткость композита в целом определяется в первую очередь величиной р, то может оказаться, что желаемый уровень деформа-тивных характеристик композита достигается созданием неоптимальных (но допускающих более высокие реализации р) структур армирования. Кроме того, следует учитывать также возможность получения в результате оптимизации технологически нереализуемой пространственной структуры армирования. Таким образом, уже по этим соображениям оптимизация структуры пространственно армированного композита в общей постановке задачи, т. е. с вектором оптимизируемых структурных параметров 5=(ф а 5 0), по-видимому, малоэффективна. [c.202]

Рассматривается задача оптимизации структуры армирования статически сжатой по торцам квадратной пластины а = й=100 см, изготовленной из пространственно армированного упругого материала а = 4-10 МПа Га = 0,2 с = 3-103 МПа Гс=0,4 ц = 0,4. Критерием эффективности проекта является максимум нагрузки потери устойчивости q, толщина пластины задана. Поскольку оптимизируется только структура армирования пластины, то вектор оптимизируемых параметров [c.242]

Техническая характеристика некоторых радиационных интроскопов приведена в табл. 3.5. Новые возможности в определении распределения плотности, структуры пространственного армирования открываются с использованием различных радиационных томографов. В табл. 3.6 приведены технические данные радиационных томографов объединения "Спектр". Томографический снимок — это [c.468]

Все перечисленные особенности свойств относятся к композитам с волокнистой и слоистой структурой. Дополнительные трудности возникают при испытаниях пространственно-армированных композитов, у которых поперечная связь обеспечивается жестким каркасом вместо податливой матрицы. [c.191]

В книге описаны методы определения деформативных и прочностных характеристик армированных пластиков при кратковременном статическом нагружении в нормальных условиях. Рассматриваются как стандартизованные методы и приемы, так и нестандартизованные, но распространенные в исследовательской практике. Главное внимание уделено стеклопластикам с волокнистой, слоистой и пространственно-сшитой структурой излагаются в первом приближении методы испытаний боро- и углепластиков. [c.2]

Среди армированных пластиков, механические испытания которых рассматриваются в справочном пособии, особое место занимают стеклопластики с волокнистой, слоистой и пространственно-сшитой структурой. На основе опыта испытания именно этих материалов написана книга. В последнее время интенсивно ведутся работы по созданию новых типов материалов на базе полимерных связующих их преимущества и тенденции развития наглядно показаны в работе [101 ]. Многочисленные экспериментальные и теоретические работы посвящены использованию в качестве податливой матрицы легких металлов. Имевшийся опыт испытания высокомодульных материалов был только затронут в первом варианте книги. [c.15]

Традиционной структурой композиционных материалов является слоистая, когда траектории армирования лежат в плоскостях слоев, связь между которыми осуществляется через прослойки связующего [20, 25, 37—39]. Однако все большее внимание к себе привлекают композиционные материалы с пространственным расположением арматуры объем работ в этом направлении непрерывно возрастает. Целесообразность пространственного расположения арматуры несомненна. Введение пространственного каркаса не только ликвидирует такой недостаток слоистых композиционных материалов как опасность расслоения вследствие слабого сопротивления сдвигу и поперечному отрыву, но н локализует в пределах нескольких пространственных ячеек распространение трещин. Этим резко повышается несу[цая способность материала в толстостенных конструкциях, особенно в зонах приложения сосредоточенных нагрузок, вырезов, ребер при нестационарных силовых и температурных воздействиях, характерных для современной техники. [c.3]

Система четырех нитей. Система позволяет получать композиционные материалы с различными вариантами пространственного расположения арматуры. Будем рассматривать только вариант, известный под названием 40, который получил наиболее широкое распространение. Характерным признаком его является расположение арматуры по четырем диагоналям куба (рис. 1.6). Такая схема укладки при одинаковом содержании арматуры по направлениям армирования позволяет получать равновесную структуру. Одна [c.16]

ПРЕДЕЛЬНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ АРМИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СТРУКТУР [c.19]

Количественные оценки отдельных технических констант деформируемости композиционного материала в зависимости от его пространственной структуры армирования в отличие от рассмотренных интегральных оценок необходимы при проектировании материала и конструкции, работающих на заданные нагрузки. [c.86]

Предельные значения коэффициентов армирования волокнистых композитов с пространственной структурой. — Механика композитных материалов, 1984, № 5, с. 784—790. [c.219]

В свою очередь, уровень зафиксированной в модели пространственной структуры композита, с одной стороны, может быть обусловлен принятой расчетной моделью конструкции, а с другой — характером имеющихся у исследователя экспериментальных данных о свойствах конструкционного материала или его исходных элементов. Так, например, если проектировщик располагает информацией о физико-механических характеристиках нескольких различных по структуре армирования регулярных пакетов, то очевидно, что в качестве исходных структурных элементов следует выбрать эти регулярные пакеты, а не элементарные слои, из которых они изготовлены. При этом расчетная модель конструкции должна строиться на основе модели слоистого композита неоднородной пространственной структуры. [c.17]

Свойства композиционных материалов формируются не только арматурой (ее свойствами), но и в большей степени ее укладкой. Варьируя угол укладки арматуры (слоя), можно получить заданную степень анизотропии свойств, а изменяя порядок укладки слоев и угол укладки их по толщине, можно эффективно управлять нзгиб-ными и крутильными жесткостями композиционного материала. Для достижения этой цели, а также для установления типа анизотропии материала, а следовательно, и числа определяемых характеристик, систему координат слоя обозначают индексами 1, 2, 3, а композиционного материала х, у, г. Угол укладки слоев в плоскости ху обозначают ос. Все это способствует выявлению наиболее общих закономерностей создания композиционных материалов, которые обусловлены главным требованием 1 классификации с точки зрения механики материалов — установления закона деформирования и зависимости свойств от угловой координаты. Поэтому подробную классификацию целесообразно проводить на основе конструктивных принципов. Исходя из них, все структуры можно разделить на две группы — слоистр, е и пространственно-армированные. [c.4]

Смежные слои в материале могут ра.з-личаться по ориентации и содержанию волокон в плоскости слоя. Арматура может быть прямолинейной, может иметь заданный или случайный (рис. 3.8) характер искривления. Содержание и расположение волокон, пронизывающих плоскости деления, во всех слоях одинаково. По схемам армирования слои можно разделить на три основные группы. К первой группе отнесены слои, у которых волокна двух направлений прямолинейны и взаимно ортогональны. Вторую группу составляют слои, у которых волокна, лежащие параллельно заданной плоскости деления, имеют заданную или случайную степень искривления. Волокна, пронизывающие слой, прямолинейны и ортогональны слою К третьей группе отнесены слои, у которых волокна, лежащие в плоскости слоя, прямолинейны, а волокна, пронизывающие выделенные слои, наклонены под косым углом. Элементарный слой, выделенный из пространственно-армированного материала двумя параллельными плоскостями, представляет по своей структуре двухмерноармиро- [c.51]

Феноменологическое исследование механических свойств композиционных материалов может быть проведено двумя путями. Первый основан на рассмотрении армирующего материала как конструкции и учитывает реальную структуру композиции. В этом случае задача состоит в установлении зависимостей между усредненными напряжениями и деформациями. Второй путь основан на рассмотрении армированных материалов как квазноднородных сред и использовании традиционных для механики твердых деформируемых тел средств и методов их описания. Краткая схема аналитического расчета упругих констант композиционного материала методом разложения тензоров жесткости и податливости в ряд по объемным коэффициентам армирования приведена в монографии [60, 83]. Установлено, что при малом содержании арматуры можно ограничиться решением задачи для отдельного волокна, находящегося в бесконечной по объему матрице. Однако такой подход заведомо приводит к грубым погрешностям при расчете упругих характеристик пространственно армированных материалов, объем которых заполнен арматурой на 40—70 %. К тому же следует учесть, что пространственное расположение волокон в этих материалах приводит к росту трудностей при решении задачи теории упругости по определению напряженно-деформированного состояния в многосвязанной области матрица—волокно. Коэффициент армирования при этом входит в расчетные выражения нелинейно, что приводит к очередным трудностям реализации метода разложения упругих констант материала по концентрациям его компонентов. [c.55]

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]

Влияние структуры армирования типа матрицы на сопротивление сдвигу и сжатию пространственно армирован-ных композитов Поликарбон . — Механика композитных материалов, 1985, № 1, с. 37—42. [c.219]

Армирующие каркасы. Для армирования в УУКМ используют углеродные волокна (УВ), на основе которых формируют пространственные структуры, обеспечивающие направленную анизотропию свойств конечного материала. В достижение требуемьк физико-механических свойств УУКМ свой вклад вносят не только характеристики УВ, но и тип пространственного армирования композита, изменение которого оказывает влияние на процесс заполнения каркаса углеродной матрицей, что, в свою очередь, отражается на свойствах материала в целом. [c.228]

Представляет интерес оценка эффективности использования в проекте оболочки пространственных структур армирования. С этой целью аналогичная предыдущей задача оптимизации решена в несколько измененной постановке вместо слоистого пакета в качестве конструкционного материала рассматривается пространственно армированный композит, структура которого является суперпозицией трех элементарных структур изотропной 5и, реализующейся, например, в случае дисперсного армирования композита короткими волокнами, равновероятно ориентированными в пространстве композита (см. раздел 1.7), и двух двумерных структур армирования — 545г (углы укладки арматуры ф= 45° сбалансированы по статистическим весам) и 5до (армирование в окружном направлении оболочки). Таким образом, данная структура армирования [c.240]

Наиболее перспективным видом армирования углерод-углеродных композитов конструкционного назначения является многонаправленное, пространственное армирование, когда армирующие компоненты располагаются в трех, четырех и более направлениях. Такие образования называют пространственными армирующими структурами (ПАС), а составляющие их компоненты — элементами пространственных армирующих структур (ЭПАС). [c.65]

Особенности свойств трехмерно-армированных (ЗД) углерод-углеродных композитов. О преимуществах и недостатках углерод-углеродных материалов ЗД по сравнению с обычными традиционными полимерными материалами аналогичной структуры можно судить по данным табл. 9.18. Эти данные получены на пространственно армированных материалах, каркас которых был создан системой трех вза имно ортогональных волокон [10]. В качестве арматуры для их изготовления использовали жгуты углеродны волокон с модулем упругости 2Х X 10 МПа и прочностью 3-10 МПг. Материалы, изготовленные на основе [c.292]

Переход к сплопшой среде и классификация по взаимной ориентации арматуры позволяет указать тип и особенность анизотропии всех трех рассматриваемых групп волокнистых композитов [105, с. 13]. В дальнейшем при изложении отдельных методов испытаний в основном используется классификация по материалу, типу и укладке арматуры. Везде, где в этом есть необходимость, подчеркиваются особенности испытаний материалов со слоистой, волокнистой и пространственно-сшитой структурой, армированных обычными и высокомодульными волокнами. [c.26]

Изложены методы расчета упругих свойств композиционных материалов с пространственными схемами армирования. Приведены упругие, теплофизическне и прочностные характеристики пространствен но-армированных композиционных материалов с разной структурой армирования. Рассмотрено влияние структурных и технологических параметров, объемного содержания и свойств арматуры и матрицы на характеристики композиционных материалов. [c.2]

Наличие арматуры с различными жесткостью и прочностью значительно расншряет диапазон свойств композиционных материалов с пространственной схемой армирования. Главные трудности — технологические, возникающие при создании сложных схем армирования, моделирующих структуру некоторых природных элементов, например, кристаллов, растений или биологических тканей [82, 112]. К настоящему времени накоплен значительный опыт создания и совершенствования технологии разных типов композиционных материалов с пространственными схемами армирования. [c.3]

Рассмотрим для сравнения наиболее X ар актер ные сх емы, целесообраз ность которых продиктована условиями нагружения композита. Геометрические параметры пространственной структуры материала, армированного прямолинейными волокнами согласно выбранным схемам, приведены в табл. 3.11. В отличие от плоского армирования в рассматриваемых структурах выделено несколько плоскостей, параллельно которым ориентированы направления двух—четырех семейств волокон. Доля армирующих волокон, относящаяся к каждому семейству, принята одинаковой. Вследствие этого [c.86]

Отметим, что во всех трех рассмотренных вариантах армирования волокна каждого однонаправленного семейства уложены параллельно одной из главных плоскостей упругой симметрии. Выхода волокон из этих плоскостей, не приводящего к нарушению кубической симметрии, можно достичь при ориентации их параллельно четырем большим диагноналям куба, грани которого являются главными плоскостями упругой симметрии. Такая четырехнаправленная пространственная структура армирования компо- [c.88]

В книге рассматриваются современные модели расчета и методы параметрической оптимизации несущей способности оболочек вращения из композитов двумерной и пространственной структур армирования. Основное внимание при этом уделено оболочкам, работающим на статическую устойчивость или в режиме колебаний, эффективные деформативные характеристики которых определяются методами теории структурного моделирования композита. В задачах, содержащих оценки предельных состояний оболочек по прочности, используется феноменологическая структурная модель прочностных характеристик слоистого композита, параметры которой получены экспериментально. Подробно анализируются особенности постановки задач пара.метрической оптимизации оболочек из композитов. Показана взаимосвязь векторной и скалярной моделей задач оптимизации в случае формализуемых локальных критериев качества проекта. Значительное место отведено изложению и примерам приложения нового метода решения задач оптимизации оболочек из. многослойных композитов — метода обобщенных структурных параметров, применение которого позволяет получить наиболее полную информацию об опти.чальных проектах широкого класса практически важных задач оптимизации. Содержащиеся в книге результаты могут быть использованы для инженерного проектирования оболочек из волокнистых композитов. Табл. 23, ил. 58, библиогр. 181 назв. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...