Критерии прочности анизотропных материалов

К КРИТЕРИЯМ ПРОЧНОСТИ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.144]

Исходя из общих уравнений (5.8) или (5.10), можно установить некоторые конкретные виды критериев прочности анизотропных материалов. Интересно, что таким путем можно прийти к некоторым уже известным в литературе критериям кратковременной прочности и оценить их корректность. [c.148]

Из выражения (5.12) можно получить как частные случаи некоторые известные критерии прочности анизотропных материалов. Однако это можно сделать, лишь дав тензорное толкование ряда величин, входящих в даНные критерии, в то время как авторы критериев тензорно-инвариантными понятиями не пользовались. [c.148]

Разновидностью энергетических критериев прочности анизотропных материалов является предложенный Л. Фишером критерий, включающий в себя различные упругие (модули упругости Е и коэ( фициенты Пуассона (х) и прочностные (пределы прочности [c.151]

Ниже рассмотрены наиболее известные критерии прочности анизотропных материалов и дана оценка возможности их применения к конструкционным армированным пластикам. [c.49]

В заключение отметим, что опытные данные, полученные на трубчатых образцах стеклотекстолита, хорошо согласуются с результатами теоретических расчетов по обобщенному критерию прочности анизотропных материалов (3.19). [c.81]

Таблица 2.7. Критерии прочности анизотропных композиционных материалов

Рассмотренные теоретические предпосылки и общие принципы контроля, разработанные различными авторами, не обеспечивают надежного определения прочности изделий, так как не учитывают критерия прочности анизотропных композиционных материалов. [c.81]

Данные соотношения устанавливают в основном эмпирическую взаимосвязь комплекса физических параметров с характеристиками прочности и структуры материала. Таким образом, проблема прочности изделий может быть решена только при использовании комплексного неразрушающего контроля и критерия прочности анизотропного материала. Ниже с учетом данного обстоятельства произведем анализ и выбор наиболее эффективных методов неразрушающего контроля полимерных композиционных материалов II изделий. [c.81]

В заключение отметим, что подробное рассмотрение здесь ряда-конкретных критериев кратковременной прочности анизотропных материалов связано с тем, что именно эти критерии с успехом обобщаются на случай длительной прочности материалов. [c.157]

Построение критерия длительной прочности проведем, используя критерий кратковременной прочности анизотропных материалов (5.28). Аналогичный прием можно применить по отношению к любому другому критерию кратковременной прочности анизотропных материалов. [c.157]

Для более полной оценки анизотропии прочности и ее учета при расчетах следует сопоставлять поля сопротивлений материала с полями действующих напряжений [18]. Дело в том, что ни сами величины наибольших нормальных или касательных напряжений (или деформаций), ни наибольшие сопротивления материала разрушению в отдельности не могут служить критерием прочности анизотропного материала, так как важна взаимная ориентировка этих напряжений и поля соответствующих характеристик прочности. В этом и состоит основная особенность и трудность построения теории прочности анизотропных материалов. Если поле напряжений известно или оно может быть определено, то при благоприятной взаимной ориентировке полей напряжений и сопротивлений анизотропия может быть не только не вредной, но и полезной, так как при этом эффективность использования материала будет наибольшей. Такой подход к использованию анизотропии является весьма перспективным, например для штампового инструмента. Общеизвестный принцип расположения волокон при горячей обработке металлов по конфигурации изделий без должного учета способа нагружения при эксплуатации не во всех случаях оказывается справедливым. [c.341]

По указанной причине, излагаемые в курсах сопротивления материалов теории (критерии) прочности изотропных материалов не могут применяться к анизотропным стеклопластикам. Это вызвало необходимость в разработке специальных критериев прочности анизотропных стеклопластиков. В этом направлении была проделана большая теоретическая и экспериментальная работа (см. гл. П1 настоящей книги). [c.7]

Лишь в последние годы в связи с бурным развитием химии и появлением новых конструкционных материалов, в том числе и с анизотропными свойствами, задача разработки критериев прочности этих материалов стала актуальной. [c.48]

В главе 9, написанной Э. М. By, обсуждаются различные эмпирические теории прочности анизотропных сред и, в частности, композиционных материалов, а также приводятся условия, при которых применимы общеупотребительные критерии прочности. Кроме того, указывается методика, позволяющая выбрать эмпирический критерий прочности по минимальному количеству экспериментальных данных. Наконец, глава 10 содержит обзор результатов исследований композиционных материалов методами фотоупругости. [c.12]

При формулировке критерия разрушения для изотропных материалов через главные напряжения возможны дополнительные упрощения за счет того, что (1) допустимые функции должны симметричным образом зависеть от главных напряжений и (2) расположение главных осей тензора напрян<ений относительно главных осей симметрии материала в данном случае не играет никакой роли. Для анизотропных материалов такие упрощения, очевидно, невозможны, поскольку в формулировку критерия разрушения через главные напряжения необходимо включить многочисленные параметры материала для того, чтобы учесть отсутствие симметрии, а также несовпадение главных осей тензора напряжений и главных осей прочности. Если не [c.410]

Все главы книги посвящены анализу неупругих свойств в задачах деформирования и разрущения композитов. Последовательно рассмотрены общие вопросы построения композитов, природа их прочности и пластичности, механизм разрушения и усталости материалов с разной укладкой арматуры дан анализ разрушения слоистых композитов в условиях одноосного и двухосного нагружений с обзором критериев предельных состояний для анизотропных материалов осуществлен учет вязкоупругости в задачах деформирования и разрущения очерчены области применения линейной механики разрушения для композитов наконец, рассмотрены напряжения, возникающие вблизи волокон в процессе отверждения полимерной матрицы. [c.5]

Главные оси прочности не обязательно совпадают с осями механической ортотропии, как и не является обязательной их взаимная ортогональность. Рассмотренный критерий может быть применен к слоистым или однородным анизотропным материалам. Если прочностные свойства определены относительно осей ортотропии, не нужно вычислять главные прочности, также не является необходимым при использовании этого критерия определять главные оси прочности. Однако при выборе конкретной формы критерия должна быть определена величина у. [c.160]

Для анизотропного материала следует установить вид функции, описывающей равноопасное напряженное состояние (критерий прочности). В зависимости от критерия прочности необходимо знать определенное число исходных характеристик прочности. Ниже будут рассмотрены основные критерии прочности для анизотропных материалов, в которых используется от 4 до 7 характеристик. [c.27]

Такой характеристикой прочности может быть значение, полученное при испытании образцов при осевом растяжении или сжатии. Для анизотропных материалов подобные уравнения не решают задачу, так как сами по себе главные напряжения не определяют предельного состояния материала. Необходимо знать еще и ориентацию главных напряжений и значения прочности по отношению к направлению структурных осей упругой симметрии. Функции равноопасных напряженных состояний (критерии прочности) должны учитывать эти особенности поведения композиционного анизотропного материала. [c.28]

В настоящее время предложен ряд критериев прочности композиционных анизотропных материалов [4, 19, 26, 39, 45, 47 — 51 ]. [c.28]

Для неразрушающего контроля прочности изделий из композиционных анизотропных материалов в случае сложного напряженного состояния необходимо пользоваться одним из критериев прочности. [c.42]

Обзор наиболее характерных критериев прочности анизотропных материалов позволяет оценить достигнутый уровень и перспективы развития этой области механики композитов. Важно отметить, что некоторые коитеоии пластичности ани- [c.141]

Опираясь на сформулированные требования, рассмотрим, какой обш ий вид должны иметь уравнёния критериев прочности анизотропных материалов. [c.146]

В седьмом томе последовательно рассмотрены теория упругости анизотропного тела, критерии прочности композиционных материалов, метод расчета стержней, пластин, оболочек, элементов конструкций и узлов их соединений, вопросы распространения волк в ковструкциях из композиционных материалов. Приведен обширный экспериментальный материал. [c.4]

Во многих прежних критериях разрушения анизотропных материалов тензорное свойство критерия прочности, хотя и подразумевалось, но не выполнялось надлежащим образом. Обзор как ранних, так и современных критериев разрушения анизотропных материалов, их преимуществ в отношении накладываемых ограничений и способности описывать данные по разрушению композитов под действием сложного напряженного состояния был сделан в работе [76] и не будет здесь повторен. Чтобы способствовать включению критериев разрушения в теорию разрушения композитов, достаточно будет рассмотреть только необсуждавшиеся вопросы. [c.212]

Зависимость прочности анизотропных материалов от направления испытания в соответствии с критерием Мизеса—Хилла [49] имеет следующий вид [c.24]

Для описания прочности анизотропных материалов на основе текстолитов Ф. Верреном для плоского напряженного состояния был предложен критерий следующего вида [51 ] [c.33]

Впервые идея представления критерия длительной прочности анизотропных материалов в виде (5.48) была йысказана авторами в работе [19]. [c.162]

Условие пластичности Мизеса (см. раздел 1,Б) основано на предположении, что гидростатические напряжения не влияют на переход материала в пластическое состояние. В связи с этим при формулировке критерия энергии формоизменения энергия, связанная с изменением объема (для изотропных материалов) исключается из общей энергии деформации. Все используемые критерии разрушения не учитывают влияния гидростатических напряжений на прочность материала. Влияние объемных деформаций в анизотропных материалах исследовано в работе Ву и Джерина [19]. На основании экспериментов по кручению трубок ими сделан вывод о незначительном влиянии объемных деформаций. [c.103]

Теория разрушения композиционных материалов довольно подробно описана в недавно вышедшем на русском языке седьмом то.ме известной серии Разрушение (часть 1, часть II, М., Мир , 1976) н в пятом томе настоящего издания. Некоторые результаты, относящиеся к разрушению анизотропных материалов, приводятся в данном томе (глава 9). Однако здесь полностью отсутствует изложение критериев длительной прочности, характеризующи.х реономность процессов разрушения — специфическую особенность разрушения многих композиционных материалов. [c.7]

Критерий разрушения анизотропных сред, полученный модификацией критерия, используюи1,его первый инвариаит тензора напряжений, можно применять только для описания ортотропных материалов и только в случае, когда оси координат совпадают с главными осями прочности. [c.439]

Чтобы завершить описание прочности, рассмотрим формулировку и аналитическое представление критерия разрушения / (а ). Резкое различие между поведением при разрушении изотропного и анизотропного материалов отражает тот факт, что их прочности являются соответственно скалярной и тензорной величинами. В изотропных материалах прочность не зависит от пространственных координат или ориентации нагружения, а зависит только от напряженного состояния (при постоянных внешних условиях, температуре и скорости нагружения). В анизотропных материалах прочность зависит не только отвеличины компонент тензора напряжений, но также и от угла между главными направлениями тензоров напряжения и прочности. [c.211]

В каждом из слоев многонаправленного слоистого композита возникает сложное напряженное состояние, даже если композит в целом находится под действием одноосного напряжения. Следовательно, и в простейшем случае нагружения композита начало разрушения слоя должно определяться при помощи соответствующего критерия предельного состояния. Предложено много разновидностей критериев прочности однонаправленных композитов, рассматриваемых как однородные анизотропные материалы (см., например, [10] ), в форме, удобной для описания экспериментальных данных. В основу этих критериев положена гипотеза, согласно которой однонаправленный волокнистый композит считается однородным анизотропным материалом. Можно ожидать, однако, что для оценки предельного состояния композита потребуется рассмотрение таких деталей механизма разрушения, которые определяются неоднородностью материала на уровне армирующего элемента. Дело в том, что виды разрушения, вызванные разными по направлению действия напряжениями, имеют принципиально различающиеся особенности. [c.44]

Положенная в основу критерия Мизеса —Хилла гипотеза (3.3) о независимости наступления предельного состояния от гидростатического давления оправдывает себя для изотропных материалов. Следует ожидать, что вид предельной поверхности композита будет зависеть от гидростатического давления. Действие этого давления вызывает в анизотропном материале не только объемные деформации, но и деформации формоизменения. Поэтому построение критерия прочности композита только на основе рассмотрения энергии формоизменения и пренебрежения энергией изменения объема не является вполне корректным [5]. Более того, из анализа на-прян<ений в компонентах композита, нагрул<енного гидростатически, следует, что эти напрял<ения не одинаковы и не являются гидростатическими [6]. [c.107]

В главе обсуждаются методы и результаты испытаний слоистых композитов в условиях плоского напряженного состояния в свете существующих теорий пластичности и прочности этих материалов. Коротко рассмотрены наиболее общие критерии предельных состояний анизотропных квазиод-нородных материалов и различные варианты их применения для построения предельных поверхностей слоистых композитов оценена точность описания при помощи этих критериев имеющихся экспериментальных данных В качестве самостоятельного раздела изложены основы теории слоистых сред. Так как рассмотренные методы предсказывают главным образом начало процесса разрушения, в докладе преобладает макроскопический подход. Однако в ряде случаев затрагиваются и вопросы, связанные с развитием процесса разрушения. Рассмотрены основные типы образцов для создания двухосного напряженного состояния, подчеркнуты их преимущества и недостатки. Показано, что сравнительно хорошее совпадение расчетных и чксперимептально измеренных предельных напряжений наблюдается для методов, учитывающих изменение характеристик жесткости слоев композита в процессе нагружения вплоть до разрушения. Основное внимание в главе уделено соответствию предсказанных и экспериментально полученных данных. Высказаны некоторые соображения о целесообразных направлениях дальнейших исследований. [c.141]

Пуппо и Эвенсен предложили критерий прочности в теН зорной форме для однородных или слоистых анизотропных материалов, введя два новых понятия понятие о коэффициентах взаимодействия и понятие о главных осях прочности. Для случая плоского напряженного состояния коэффициент взаимодействия y определяется следующим образом [c.159]

Все рассмотренные критерии Прочности приведены в табл. 2.7. Анализ данной таблицы показывает, что уравнения равноопасных напряженных состояний можно привести к виду удобному для использования их при неразрушающем контроле прочности. Кроме того, имеется определенный класс анизотропных материалов, для которых с учетом принятого допущения о равенстве характеристик прочности при сжатии и растяжении в направлении осей упругой симметрии справедливы приведенные критерии. К числу их, по-видимому, можно отнести стеклопластики на основе продольно-поперечной укладки ориентированного стеклонаполиителя. Некоторые критерии (2.8), (2.13), (2.14) после преобразования имеют одинаковые выражения. Единственный из перечисленных критериев (2.9) учитывает упругие свойства материала, однако после преобразований видно, что для равнопрочной структуры необходимость определения упругих характеристик отпадает, так как и /г — 1. Следует отметить, что исполь- [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...