Композиты, армированные дискретными волокнами

КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ ДИСКРЕТНЫМИ ВОЛОКНАМИ [c.32]

Помимо изложенного существует также метод, позволяющий определять средний модуль упругости композитов, армированных дискретными волокнами и дисперсными частицами [2.11]. На рис. 2.11 показан элементарный куб, в котором заключена одна дисперсная частица. В некотором сечении, соответствующем координате х, площадь поперечного сечения дисперсной фазы равна Af, а площадь сечения матричной фазы равна Ат- Положим, что в рассматриваемом сечении деформация е является постоянной. Куб имеет ребра, длина которых равна единице, и находится под действием сил Р. Для такого единичного куба можно записать [c.34]

ОСНОВЫ ПРОЧНОСТИ КОМПОЗИТОВ, АРМИРОВАННЫХ ДИСКРЕТНЫМИ ВОЛОКНАМИ [c.120]

ДЛИНЫ волокна к его диаметру. Изучение прочностных характеристик композитов, армированных дискретными волокнами, проводится и в настоящее время. Важным фактором, который нельзя упустить из рассмотрения, является возникновение концентраций напряжений на концах волокна. Основной причиной появления рассматриваемых концентраций напряжений являются ограничения деформации матрицы, связанные с высокой жесткостью волокна. На рис. 5.19 показаны линии главных напряжений в окрестности волокна [5.20]. На рис. 5.20 представлено распределение касательных напряжений на поверхности раздела [5.22]. Из приведенных данных видно, что в действительности напряжения оказываются выше значений, определяемых по формулам Дау и Кокса. Когда направление действия нагрузки не совпадает с направлением [c.124]

Рис. 5.22, Зависимость относительной прочности композита, армированною дискретными волокнами, от Ijl .

Прочность при растяжении композита, армированного дискретными волокнами. [c.86]

Поведение композита, армированного непрерывными волокнами, отличается от поведения материала, армированного дискретными волокнами. Наиболее часто армирование осуш,ествляется непрерывными волокнами. Положим, что на композит с непрерывными волокнами в направлении волокна действует растягивающая нагрузка и до разрушения в материале возникают одинаковые деформации. Воспользуемся следующими обозначениями efu — деформация при разрушении волокна emu —деформация при разрушении матрицы 8с — средняя деформация композита. [c.113]

При каких условиях композиты, армированные дискретными и непрерывными волокнами при равной доле волокон будут иметь одинаковую прочность [c.182]

Рис, 5,13. Схематическое представление композита, армированного в одно 1 направлении дискретными волокнами. [c.120]

Когда используются не непрерывные волокна (как в канатах), а объединяются связующим короткие (прерывные, дискретные) волокна, то и в этом случае сохраняется принцип волокнистого армирования, состоящий в том, что при нагружении композита на границе раздела матрицы с волокном возникают касательные напряжения, которые вызывают полное нагружение волокон. [c.10]

В качестве армирующих элементов композитов с полимерной матрицей используются непрерывные и дискретные волокна различной природы, ткани и нетканые материалы на основе этих волокон. Наибольшее распространение получили пластики, армированные стеклянными, углеродными, органическими, борными и некоторыми другими видами волокон. [c.37]

ОСНОВЫ ПРОЧНОСТИ композитов, АРМИРОВАН. ДИСКРЕТН. ВОЛОКНАМИ [c.121]

Выше рассматривали в основном композиты, армированные непрерывными волокнами. Следует отметить, что в на-стояп ее время ползучесть композитов, армированных дискретными волокнами, мало изучена. В этом направлении имеется еще много нерешенных проблем. Согласно имеющимся данным, в общем случае можно считать, что с увеличением относительной длины (отношение длины к диаметру) волокна происходит уменьшение скорости деформации при ползучести. На рис. 5.39 приведены результаты испытаний на ползучесть, полученные Келли и др. [5.39]. Ис- [c.144]

В своем исследовании Десильва [5.51] учитывал перераспределение напряжений в композите и на основании этого для ползучести композитов, армированных дискретными волокнами, выделил несколько процессов [c.145]

Книга Грина и Адкинса [15] является наиболее важным источником, содержащим большое количество материала, касающегося волокнистых и слоистых композитов, В частности, в этой книге проводится обсуждение геометрических ограничений и следствий, вызываемых этими ограничениями. Специальная глава посвящена задачам для трансверсально изотропных сред, ортотропных сред и сред с криволинейной анизотропией, моделирующих поведение материала с начально искривленными волокнами. Имеется также глава, в которой исследуется армирование нерастяжимыми волокнами с приложением результатов к случаю, когда волокна расположены на дискретных поверхностях. [c.291]

Имея разложения (38) — (39), вычисляем энергию деформации и кинетическую энергию для каждой отдельной ячейки. Последующее осреднение по ячейке дает среднюю энергию, полностью определяемую своим значением в центре волокна. После этого осуществляется завершающий этап перехода от системы дискретных ячеек к однородной континуальной модели, который состоит во введении полей кинематических и динамических переменных, непрерывных по всем координатам. Значения этих переменных на средних линиях волокон совпадают со значениями соответствующих параметров, вычисленными для системы дискретных ячеек. Следовательно, кинетическую энергию и энергию деформации, подсчитываемые так, как это описано выше, можно интерпретировать как плотности энергий для вновь введенной непрерывной и однородной среды. Плотность энергии деформации содержит не только члены, зависящие от эффективных модулей, но и члены, зависящие от некоторых констант, включающих характеристики как физических, так и геометрических свойств компонентов композита (т. е. от эффективных жесткостей ). Этим и объясняется название теории — теория эффективных жесткостей . Определяющие уравнения этой теории были получены при помощи принципа Гамильтона в совокупности с условиями непрерывности и с использованием множителей Лагранжа. Аналогичная теория для композитов, армированных упорядоченной системой прямоугольных волокон, была разработана Бартоломью и Торвиком [11]. [c.377]

Усовершенствование упрочненных термопластов. Эксплуатационные качества упрочненных термопластов определяются свойствами полимера только в случае композитов на основе найлона, для армирования которых могут быть использованы стеклянные волокна того же размера, что и для эпоксидных смол. Существующие силановые аппреты применяются для упрочнения связи термопластов с непрерывным стекловолокном и, как правило, непригодны для материалов, армируемых дискретными волокнами в процессе л-итья под давлением. Для оптимального армирования те1р(мопластов стекловолокном необходимо исыкаиие новых аппретов и совершенствование технологии аппретирования. [c.10]

Рассмотренные выше формулы для определения прочности композита справедливы, когда армирующие волокна непрерывны. Если же композит армирован короткими дискретными волокнами, то нужно учитывать так называемый концевой эффект , связанный с концентрацией напряжений. Для однонаправленных дискретных волокон, напряжение на каждом волокне вдоль его длины неравномерно, оно возрастает от конца к середине. Поэтому прочность при растяжении таких материалов зависит от относительной величины - средней длины волокна [c.86]

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на прочность композиционных материалов, армированных как непрерывными, так и дискретными волокнами являются дефекты микроструктуры (поры, микротрещины и др.). Например, на практике условия, принятые для вывода уравнения (7.26), нарушаются. Разрушаться волокна люгут не одновременно, а последовательно из-за наличия в них дефектов. Наиболее дефектные волокна разрушаются при ма тых напряжениях, далеких от предела прочности, волокла с меньшими дефектами разрушаются при больших напряжениях, а в целом прочность композита будет меньше рассчитанной. То же самое можно сказать о случае, когда матрица имеет недостаточный запас пластичности, что приводит к появлению трещин на границе раздела и в объеме матрицы, т е к преждевременному разрушению композита. [c.88]

Композиционные материалы с матрицей из полимеров. Эпоксидные, толиэфирные и некоторые другие термоактивные смолы, а также поли-viepHbie термопласты являются наиболее широко распространенной группой конструкционньгх композитов. В качестве армирующих компонен-гов (наполнителей) полимерных композиционных материалов (ПКМ) обычно применяют твердые наполнители непрерывные и дискретные волокна различной природы, ткани и нетканые материалы на основе этих волокон. Наибольшее распространение получили пластики, армированные стеклянными, углеродными, органическими, борными и некоторыми другими видами волокон. [c.187]

Методы механических испытаний и обработки их результатов различны для разных типов композитов. Свойства этих материалов настолько разнообразны, что единый подход едва ли возможен. Так, техника и обработка результатов испытаний материалов, армированных дискретными частицами, и материалов, армированных непрерывными волокнами, во многом различны, так как первые являются квазиизотропными, а вторые — существенно анизотропными материалами. Щменно поэтому необходимо говорить об испытаниях волокнистых композитов, учитывая их анизотропность. Привычные термины испытания на растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб и т. д. становятся бессодержательными без указания направления между нагрузкой и осями упругой симметрии материала. Сказанное йа-ставляет привлечь к описанию свойств изучаемых материалов теорию упругости анизотропных сред [46, 159]. При этом необходимо учитывать особенности строения волокнистых композитов и возможности перехода к сплошной среде. [c.10]

Армированный материал. Рассматривается плоская задача о стационарном распространении свободной трещины, движущейся перпендикулярно волокнам в дискретном однонаправленном композите. Постановка задачи учитывает дискретную структуру композита [58] и приводит к конечным напряжениям в материале. Трещина продвигается вперед, когда нормальное напряжение в волокне достигает предела прочности. При анализе длинноволнового приближения обнаруживается, что напряжение в окрестности кончика трещины не ограничено и указанный выше критерий распространения трещины становится неприменимым. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...