Строение композитов

Среди возможных видов разрушения различают разрыв матрицы, разрыв на границе раздела между волокном и матрицей и разрыв волокон. Эти виды разрушения не являются независимыми, а могут взаимодействовать и стимулировать друг друга. Начало разрушения, очевидно, определяется внутренним напряженным состоянием, которое зависит от действующей нагрузки, геометрического строения композита и свойств его компонентов. Может оказаться, что напряженное состояние является очень сложным, и определить его аналитически чрезвычайно трудно поэтому экспериментальные исследования играют существенную роль, а иногда просто необходимы. Экспериментальные методы, применяемые для изучения механики композитов, включают метод фотоупругости, тензометрический метод, метод муара и голографию. Метод фотоупругости применим к разнообразным задачам и особенно эффективен при изучении микро-механики. [c.493]

Волокна связаны с матрицей по поверхности раздела. Таким образом, физическое строение композита характеризуется компонентами (волокнами и матрицей) и поверхностью раздела. В процессе изготовления в композите возникают начальные напряжения, которые будут более детально обсуждены в разд. VI. [c.110]

В строении композита обычно выделяют наполнитель (дисперсную фазу) и связующее (матрицу). Определяющее влияние на свойства композита оказывает наполнитель, распределенный в связующем. В зависимости от наполнителя можно выделить два вида композитов (см. рис. 1.1) [c.10]

В механике композитов в общем плане можно выделить два раздела. В первом из них изучают упругое поведение материалов, а во втором — поведение при разрушении. По своему строению композиты делятся на материалы, армированные волокнами, и материалы, армированные частицами. Сре- [c.22]

Правило смесей в большинстве случаев можно представить линейным аддитивным законом (1.2). Рассмотрим процесс деформирования композита. При этом будем полагать, что на границах раздела матричной и дисперсной фаз указанные фазы идеально связаны. Для определения модуля упругости и предела прочности можно воспользоваться следующей зависимостью, которая используется как для параллельного, так и последовательного строения композитов [c.25]

Исследования тонкой структуры армированных пластиков при помощи электронного микроскопа позволяют выявить форму боковой поверхности пор, конфигурацию поперечного сечения, извилистость порового канала, взаимное соединение пор, микрорельеф поверхности и многие другие особенности внутреннего строения композитов [40, 48, 49]. [c.62]

Композиты волокнистого строения [c.683]

КОМПОЗИТЫ волокнистого СТРОЕНИЯ 685 [c.685]

КОМПОЗИТЫ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ 7Q7 [c.707]

КОМПОЗИТЫ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ 7Q9 [c.709]

КОМПОЗИТЫ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ [c.711]

Высокой прочностью, не уступающей прочности высокопрочных легированных сталей, обладают тонкие стеклянные волокна, используемые для изготовления конструкций, воспринимающих нагрузки (композиты волокнистого строения, например стеклопластики). [c.43]

Специалисты по технологии производства композитов с алюминиевой матрицей придерживаются общей точки зрения относительно оптимальных условий изготовления композита. Если поддерживать, постоянство двух из трех параметров технологического процесса— температуры, давления и продолжительности обработки, то с ростом значения третьего параметра прочность при растяжении вначале растет, затем проходит через максимум и потом снижается. Эти данные согласуются с моделью, предполагающей, чтО на поверхности раздела имеется окисная пленка. Рост прочности при растяжении объясняют уменьшением пористости и улучшением окисной связи между матрицей и волокнами. Снижение прочности при растяжении с увеличением давления, температуры или продолжительности процесса происходит из-за общего разрушения окисной связи и излишнего развития реакции. Оптимальное значение параметров отвечает равновесию между завершением процесса образования связи и началом развития локальной реакции на участках разрушения пленки. При повышенной температуре или продолжительности процесса прессования разрушение пленки может происходить по механизму сфероидизации, а при повышенном давлении — механическим путем вследствие сдвига. Однако наличие оптимальных значений параметров процесса приводит к заметным изменениям состава и строения поверхности раздела. Эти изменения имеют место как в пределах одного образца композита, так и от одной партии горячепрессованного композита к другой, поскольку трудно тщательно контролировать состояние поверхности компонентов, технологические циклы и все остальные параметры, определяющие характеристики поверхности раздела. [c.170]

Получение эвтектических композитов за одну операцию вместо трех является весьма эффективным способом, так как при этом исключаются некоторые трудности, присущие каждой из трех операций. Так, например, отпадает необходимость манипулировать с отдельными волокнами, как это имеет место в ходе операции выкладки в процессе получения обычных композитов. Кроме того, удается избежать таких осложнений, связанных с процессом образования связи, как неполное смачивание или образование окислов на поверхности раздела. Важными особенностями направленной эвтектической структуры являются строение поверхности раздела, ее морфология, кристаллография, стабильность и поведение под воздействием внутренних и внешних полей напряжений. Эти особенности эвтектического композита будут в центре внимания данной главы. [c.354]

В предлагаемой серии термин коррозия используется в очень широком смысле, включающем не только разрушение металла в водных средах, но и явление, которое обычно называют высокотемпературным окислением. Более того, в дальнейшем в данной серии планируется рассмотрение коррозии всех твердых веществ в разнообразных средах. В современной технике наряду с металлами и сплавами используются стекла, вещества с ионным строением, полимеры и композиты всех перечисленных материалов. Представляющие практический интерес коррозионные среды включают жидкие металлы, широкую номенклатуру газов, неводные электролиты и другие неводные жидкости. Комплексные процессы разрушения материалов, основанные на явлениях износа, кавитации, фреттинга, рассматриваются с учетом последних достижений науки о коррозии. Ученые смежных областей науки в частности физики, металлофизики, физико-химики и электроники, могут оказать существенное влияние на решение многих коррозионных проблем. Можно надеяться, что публикуемые обзоры позво- [c.7]

Следует отметить, что наряду с конструкционной анизотропией композита существуют технологическая анизотропия, возникающая при пластической дефор.мации изотропных материалов, и физическая анизотропия, присущая, например, кристаллам и связанная с особенностями строения кристаллической решетки. [c.10]

К таким материалам относятся композиты - сложные соединения разнообразных химических элементов. Развитие на> чных основ конструирования композитов требует квалифицированного и широкого использования Периодической системы, место каждого элемента в которой является ключом к его атомном и кристаллическому строению, ко всем физическим и химическим свойствам. [c.16]

Согласно феноменологическому подходу, используемому в настоящей работе, композит типа ВКМ рассматривается как однородный анизотропный материал, обладающий симметрией строения, характеристики разрущения которого зависят от свойств компонентов. Это позволяет уменьшить число экспериментальных данных, необходимых для оценки остаточной прочности элементов конструкций с дефектами. Предположение об однородности композита определяет также минимальный размер трещиноподобного дефекта, влияние которого на несущую способность может быть описано с помощью подходов механики разрущения. Для волокнистых композитов размер дефекта должен значительно превосходить характерный размер структуры материала — диаметр волокна. [c.235]

Глобальную систему координат слоистого композита несимметричного строения выберем так, как показано на рис. 1.11, где оси X ц у ортогональной гауссовой системы координат направлены по линиям главных кривизн внутренней граничной поверхности слоистого пакета. В случае слоистого композита симметричного строения точку отсчета глобальной системы координат, как правило, удобнее выбирать на срединной поверхности, т. е. на поверхности, равноудаленной от граничных поверхностей слоистого пакета. [c.63]

Поскольку коэффициент ослабления является эффективной физической характеристикой материала композита, его можно считать одинаковым для всех ячеек Ц = р2 = — t /v-Далее будем использовать принцип постепенного увеличения сложности модели путем учета неоднородностей в распределении структурных элементов на макро —, микро- и ультраструктурном уровнях строения композита. В качестве первого шага такой процедуры строится модель, в которой предполагается однородное распределение плотности веш,ества на макро— и микроуровнях, что эквивалентно /г, = //2 =. .. кц. [c.175]

Композиционные материалы (композиты) представляют собой гетерофазные системы, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого из них. В строении композита выделяют наполнитель армирующий компонент) и связующее матрицу). Определяющее влияние на свойства композита оказывает наполнитель, распределенный в связующем. Матрица связывает композицию (обеспечивает непрерывность), позволяет изготовить неЬбходимую инженерную конструкцию и передавать внешние нагрузки к несущему упрочняющему компоненту. Наполнитель является разделенным компонентом и играет усиливающую или армирующую роль. [c.410]

Исследованиями, проведенными на кафедре технологии металлов и ремонта машин Мордовского госуниверситета, докалено, что состав и свойства композита являются непостоянными п течении всего периода эксплуатации, многократно, а то даже циклически меняясь в зависимости от многих синергидов переменных статических и динамических нагрузок различных нестабильных состояний структур полимерных материалов изменений их химического строении и физикомеханических свойств. [c.192]

Исследованиями установлено, что сначала необходимо определить исходное химическое строение комаоэнто, представленное в пространственных сетках (каркасах) в соответствии с атомно-молекулярным строением далее получить картину приложения нопряжений п temnepnTyp н различных точках пространственной сетки композита п оценить последствия их действия на изменение химического строения [c.192]

Нелинейное поведение волокнистых пластиков и гранулированных эластомеров, вызванное микроструктурными повреждениями, качественно похожи (см. Халпин [39]). Интересно, например, заметить, что в композитах обоих видов обнаруживается значительно большее затухание, чем предсказывает линейная теория, при относительно низких вибрационных напряжениях (ср., например, Нильсен и Ли [74], Шепери и Канти [96], Шульц и Цай [101]). У волокнистых пластиков многие повреждения проявляются в виде четко выраженных трещин. Тем не менее количественных соотношений, выражающих зависимость между микроструктурным строением и поведением материала с течением времени, для волокнистых пластиков имеется гораздо меньше, чем для гранулированных композитов. [c.185]

В книге рассмотрены вопросы строения поверхностей раздела и типы связи между компонентами, физико-химические процессы, протекающие на поверхностях раздела при получении и эксплуатации композитов, механическое взаимодействие между компонентами через поверхность раздела и его влияние на механические свойства и характеристики разрушения. Следует подчеркнуть, что, наряду с обширным экспериментальным материалом, в книге впервые анализируются некоторые полуколичественные теории, например, теории поверхностей раздела в композитах псевдопервого и третьего классов. [c.5]

Поведение композитных материалов при нагружении в упругой и пластической областях невозможно понять, не привлекая сведений о природе и роли поверхности раздела, т. е. области, разделяющей фазы. Ниже представлен обзор последних результатов аналитических и зксперйментальных исследований волокнистых композитов и композитов, полученных направленной кристаллизацией. Особое внимание уделено строению поверхности раздела, прочности связи, эффективности передачи нагрузки, ста- бильностн поверхности раздела и влиянию способа нагрун ения. [c.231]

Судя ПО данным, полученным для других пластинчатых структур, эти выводы, по-видимому, имеют общий характер. Аналогично композиту А1 — СиЛЬ ведет себя композит А1 —AlgNi со стержневой структурой при температурах, превышающих 0,9 температуры плавления, фаза AlaNi огрубляется и приобретает огранку [4, 8]. Предварительная холодная деформация или наличие неметаллических включений ускоряет огрубление структуры композита А1—AljNi кроме того, меняется строение поверхностей раздела с низкой энергией и возникают дополнительные дефекты. [c.258]

Книга посвящена рассмотрению результатов изучения поверхности раздела упрочнитель — полимерная матрица в композиционных материалах волокнистого строения. В ней подробно обсуждаются проблемы, которые были только затронуты в книге Современные композиционные материалы . Среди них такие, как химия поверхности армирующих волокон, природа связи на поверхности раздела, роль различных обработок поверхности волокон (в основном силановыми аппретами) в формировании границы раздела полимер — минеральные волокна, механизм передачи напряжений через поверхность раздела, влияние начальных термических напряжений на механические свойства композитов, стабильность композитов при воздействии влаги. [c.5]

Если один из компонентов композита непрерывен во всем объеме, а другой является прерывистым, разъединенньш, то первый компонент называют матрицей (связующим), а второй - армат рой (армирующим элементом, наполнителем). Матрица в композите обеспечивает монолитность материала, передачу и распределение напряжений в наполнителе, определяет тепло-, влаго-, огне- и химическую стойкость Есть композиты, для которых понятие матрицы и арматуры неприменимо, например, для слоистых композитов, состоящих из чередующихся слоев, или для псевдосплавов, имеющих каркасное строение. Псевдосплавы получают пропиткой пористой заготовки более легкоплавкими компонентами, их структура представляет собой два взаимопроникающих непрерывных каркаса. Обычно композиты получают общее название по материалу матрицы. [c.8]

Композиционным материалом (ЬСМ) или композитом называют объемную гетерогеннзто систему, состояи 5то из сильно различающихся по свойствам, взаимно нерастворимых компонентов, строение которой позволяет использовать преимущества каждого из них. [c.866]

Материалом основы композитов со слоистым строением служат пластмасса, металл или керамика. В качестве наполнителей применяют полимерные волокна, ленты из тканей, трикотажа и других материалов. Хорошо известные ламинаты изготовлены из смол, армированных полимерными волокнами или стеклотканью. Они широко применяются в строительстве, машиностроении, мебельной промышленности, спортивном снаряжении, домашнем хозяйстве и т. д. [c.876]

Внутренняя структура композитных материалов, особенно природного происхождения, отличается, как правило, сложным иерархическим строением. Структура по — лидисперсных композитных сред представляет собой сложный статистический ансамбль макро— и микроэлементов, различных по своим физико-химическим свойствам, гранулометрическому составу, разнообразных по форме, распределенных в объеме некоторого континуума и взаимодействующих между собой. Данному понятию соответствует структура не только твердых композитов, но и концентрированных дисперсных систем. При этом многие исследователи считают, что особо важную роль в формировании интегральных свойств композитов играет их геометрическое строение, поскольку именно оно определяет в конечном итоге скорость процессов структурооб-разования, характер протекания тепло— и массопереноса, упругопрочностные и проводящие свойства композитов. [c.21]

Метод осреднения применяется к решению квазистатически Е задач линейной теории вязкоупругости для композитов. Особое внимание уделяется теории нулевого приближения. Для слоистых-вязкоупругих композитов тензоры эффективных ядер релаксации и ползучести находятся в явном виде. Выясняются особенности строения этих тензоров в случае структурной анизотропии. Вводится понятие канонических вязкоупругих операторов и описывается схема экспериментального определения их ядер. Дается описание метода численной реализации упругого решения и на" двух конкретных задачах показывается его применение. Даются постановки связанной задачи термовязкоупругости для физичес- ки линейных композитов и квазилинейной теории вязкоупругости, для композитов. [c.268]

Ортотропными называют матерналы, включаюище в свои группы симметрии три взаимно ортогональные плоскости симметрии (простое геометрическое построент1е показывает, что наличие двух плоскостей влечет и третью). Ортотропными являются кристаллические классы 8, 15, 22, 27 ромбической сингонии (табл. 3) и текстура т-оо т (табл. 4). Ортотропными являются также многие искусственные материалы фанера, бумага, композиты регулярного строения. [c.28]

Дискретные модели композиционных материалов. Представления о критической длине волокна уже неоднократно применялись при по строении аналитических моделей разрушения композитов [163, 169] Но при построении дискретных моделей композитов предаолагаетжя что выделенный элемент структуры обладает идеальной прочностью и содержит локализованный дефектный участок, т,е. заранее задается место возможного разрушения волокна (рис. 11, а). [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...