Типичные (характеристики свойств материалов

ТИПИЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ [c.444]

Модельные материалы. Схемы армирования композиционных материалов, структуры которых образованы системой двух нитей, более разнообразны, чем схемы других классов рассматриваемых материалов. Естественно, что экспериментальные исследования механических свойств материалов, со всеми вариантами схем армирования невозможны, и в этом нет необходимости. Для проверки теоретических зависимостей, описывающих упругие характеристики этого класса материалов, достаточно исследовать материалы с наиболее типичными схемами армирования. При этом важно оценить возможность использования теоретических зависимостей в широком диапазоне изменения свойств армирующих волокон и структурных параметров — степени искривления волокон основы (угла наклона к оси 1), [c.98]

Упругие свойства композиционных материалов, изготовленных на основе нитевидных кристаллов, так же как и свойства материалов на основе непрерывных волокон, линейно зависят от их объемного содержания. Это иллюстрируют типичные зависимости изменения модуля упругости материалов с хаотическим распределением нитевидных кристаллов в плоскости ху от их объемного содержания ркр (рис. 7.3). Данные получены на композиционных материалах, изготовленных на основе нитевидных кристаллов A1N и ТЮа- На каждую точку испытано по шесть образцов. Коэффициент вариации значений модуля упругости для обоих типов материалов не превышал 6 %. Экспериментальные значения модуля упругости хорошо согласуются с его расчетными значениями, вычисленными по формулам (7.2)— (7.9). Хорошее совпадение опытных и расчетных значений наблюдается также и для других упругих характеристик. [c.206]

Предварительные замечания. Количество различных классов материалов очень велико, а число их разновидностей практически неисчерпаемо. Столь же многообразны и свойства материалов, а также виды зависимостей физических характеристик материалов от тех или иных внешних условий. Вместе с тем можно указать на изменения важнейших характеристик основных классов материалов в типичных условиях, характерных либо для эксплуатации конструкций, выполненных из соответствующих материалов, либо для технологии получения и обработки материала. Ниже приводятся некоторые такие данные. [c.266]

Хотя характеристики, представленные на рис. 3.2, типичны для резиноподобных материалов, эти материалы обладают различными специфическими свойствами, определяемыми прежде всего различными уровнями значений модулей упругости и коэффициентов потерь для соответствующих областей температур. Типичные значения модуля упругости могут составлять от 10" Н/м в области стекловидных материалов до низших значений порядка 10 Н/м2 в области резиноподобных материалов. Протяженность переходной области может изменяться от 20 °С для незаполненных вязкоупругих материалов до 200 или даже 300 °С для стекловидных эмалей. Для большинства силиконовых материалов протяженность области резиноподобных материалов может изменяться от 50 до 300 °С. Коэффициент потерь в области стекловидных материалов обычно ниже 10 или 10 , тогда как в переходной области он может достигать значений 1 или 2. Типичные значения коэффициента потерь для области резиноподобных материалов обычно лежат в диапазоне от 0,1 до [c.108]

ЛОВ. Изменение демпфирующих свойств материалов в зависимости от частоты колебаний, показанное на рис. 3.4, типично для материалов с высокими демпфирующими характеристиками в диапазоне от 100 до 1000 Гц. Если интерес представляет значительно более щирокий диапазон частот колебаний, скажем [c.110]

Клапаны могут быть изготовлены либо отливкой в песчаные формы по технологии, описанной для корпусов турбин, либо сваркой нескольких штамповок. Технология штамповки в матрицах похожа в принципе на экструзию и позволяет получать заготовки с минимальным припуском на механическую обработку. Технику использования для этих целей 30 000-тонного пресса иллюстрирует рис. 7.2. Использование этого процесса дает существенную экономию по сравнению со штамповкой с последующей механической обработкой, лучшую структуру и свойства. Типичные характеристики материалов приведены в табл. 7.1. [c.68]

До сих пор часто принимают временное сопротивление Ов и относительное удлинение 6 за основные важнейшие механические свойства, а условную кривую растяжения — за типичную характеристику процесса деформации данного материала при различных способах нагружения, т. е. за характеристику процесса деформации в целом. В известной мере испытания на растяжение действительно имеют это основное значение для малопластичных металлов (типа чугуна, литых алюминиевых сплавов и т. п.), у которых максимальная нагрузка отражает сопротивление разрушению (обычно путем отрыва), а удлинение — максимальную деформацию, выдерживаемую материалом до разрушения. Однако изменение способа нагружения, например переход к сжатию, и у литейных сплавов ведет к кардинальному изменению прочности и пластичности. [c.10]

Различные повреждения материалов при храпении и транспортировке зачастую оказывают вредное влияние па качество деталей, снижают характеристики работоспособности коммутационной и защитной аппаратуры. Наиболее типичными и вместе с тем опасными воздействиями на основные материалы при их хранении и транспортировке являются следующие коррозия, влажность, повышенная окружающая температура, пыль, нарушения упаковки и различные механические повреждения. Для сохранения свойств материалов их нужно хранить в сухих и чистых помещениях и не допускать загрязнения или механических повреждений при транспортировке. [c.24]

Разработка принципов создания материалов, способных выдерживать высокие радиационные нагрузки, безусловно, одна из актуальных задач физики твердого тела, и аморфные материалы оказались одним из интереснейших испытуемых объектов, поскольку в них не могут возникать дефекты, типичные для кристаллов. Имеющиеся данные показывают, что, действительно, некоторые аморфные сплавы, например Pd — Si [61], не теряют своих прочностных характеристик и после значительного радиационного воздействия. К сожалению, ряд интересных в практическом отношении аморфных материалов содержит элементы (например, бор) с высоким сечением захвата нейтронов. Поэтому при создании материалов с высокими физическими свойствами и одновременно с высоким сопротивлением действию радиации необходимо уделять особое внимание выбору состава сплава. Следует также учитывать возможную кристаллизацию под действием радиации. [c.289]

Очевидно, ни один из металлов в чистом виде не годится в качестве материала для электрических контактов. Разработанные для контактов сплавы, такие, как серебро — медь, серебро — кадмий и др., имеют по сравнению с металлами повышенную прочность и твердость, поверхность их не тускнеет, но их электро- и теплопроводность значительно ниже. Для получения требуемых характеристик контактов в сильноточных цепях разрабатываются композиционные материалы, которые сочетают высокую электро- и теплопроводность с высокими температурами плавления и кипения, или обладают ни.зкой смачиваемостью и низкими фрикционными свойствами, и т д. Свойства типичных композиционных материа- [c.418]

Эта сложность требований, предъявляемых к современным материалам, вообще делает невозможной использование традиционных металлических сплавов, совершенствование которых неспособно обеспечить принципиальное и резкое повышение эксплуатационных характеристик при высоких и низких температурах, в условиях сильных ударных, знакопеременных нагрузок, тепловых ударов, действия облучения, высоких скоростей. Отсюда основным направлением современного материаловедения является создание композиционных, сложных материалов, компоненты которых вносят в них те или иные требуемые свойства. Типичным примером являются композиционные жаропрочные сплавы, состоящие из достаточно пластичной основы (матрицы), упрочненной непластичными тугоплавкими составляющими в форме волокон, нитевидных кристаллов, тонких включений либо поверхностно упрочненной покрытиями. Практическое создание таких сложных материалов обычно невозможно традиционными методами сплавления с последую-, щим литьем и механической обработкой, так как входящие в их состав компоненты плохо совместимы, имеют не только разные температуры плавления, но и вообще различную природу. Это вызывает необходимость использования методов порошковой металлургии, заключающейся в смешении разнородных и разнотипных материалов в форме порошков, прессовании из смесей заготовок нужных форм и спекания этих заготовок для их упрочнения и формирования требуемой структуры. [c.77]

К обычным литейным суперсплавам на Ni основе с большим успехом применили метод направленной кристаллизации (см. гл. 7). Было изучено [28] влияние такого технологического приема на микроструктуру и свойства типичных кобальтовых сплавов Х-40, WI-52 и ММ-509. В экспериментальных условиях, которые при скорости перемещения траверзы от 3 до 30 см/ч обеспечивали рост столбчатых дендритов, в сплаве обнаруживали фазы, свойственные материалу с равноосной микроструктурой. С увеличением скорости перемещения траверзы структура становилась тоньше, что приводило к существенному росту кратковременной пластичности при растяжении и длительной пластичности у всех трех сплавов. Из прочностных характеристик такая кристаллизация улучшала только длительную прочность у сплава Х-40 и сопротивление термической усталости у сплавов Х-40 и ММ-509. [c.201]

Среди аномально-вязких материалов наиболее простыми вязкостными свойствами отличаются неньютоновские жидкости. Сюда относятся прежде всего растворы полимеров, для которых типичны графики, представленные на рис. 55. Важнейшими характеристиками такого рода систем являются величины т б и Выше неоднократно отмечалось значение как параметра, нормирующего реологические характеристики материалов. В довольно большом числе опубликованных работ, начиная с середины двадцатых годов, т б удавалось надежно определить экспериментально. Первая большая сводка таких определений была дана [c.119]

Опыт преподавания показал, что большой материал курса усваивается лучше и прочнее, если студенты наряду с выполнением обычно принятых лабораторных работ учатся чтению диаграмм состояния и типичных структур металлов и приобретают навыки в характеристике и оценке свойств многочисленных и разнообразных материалов. [c.444]

Основу всех заливочных компаундов составляет полимерное связующее (табл. 5), вследствие чего эти материалы ведут себя как типичные полимерные композиции. Из большого комплекса свойств, которыми обладают полимерные материалы, не все в одинаковой степени важны для оценки механической прочности изделий из компаундов. Поэтому неизбежно возникает задача выделить минимальный комплекс наиболее важных физико-механических характеристик, достаточный как для сравнения компаундов, так и для оценки их работоспособности в изделиях. При выборе характеристик необходимо исходить из особенностей технологии и эксплуатации компаундов. Отметим основные из этих особенностей. [c.20]

Типичные характеристики углерод-углеродных материалов ЗП, матрица которых получена методом газофазного осаждения, а также комбинированным методом, приведены в табл. 6.21. Каркас изготовляли из полиакрилнитрильных волокон с одинаковым шагом их расположения по трем ортогональным направлениям. Данные табл. 6.21 свидетельствуют о том, что равномерное распределение волокон в каркасе при использовании метода газофазного осаждения для формирования матрицы не приводит к отклонению свойств материала по направлениям армирования. Комбинированный же метод создания матрицы приводит к существенному различию в некоторых свойствах материала по направлениям армирования. [c.188]

В главе представлены основные результаты экспериментальных исследований свойств пластичных конструкционных материалов при однократном и циклическом нагружениях. Опыты при нестационарных воздействиях выявляют весьма сложные и многообразные эффекты, достаточно полный обзор которых занял бы слишком много места (и не соответствовал бы возможностям их учета в практике обеспечения прочности машин). Основное внимание уделено наиболее общим, типичным закономерностям поведения широкого класса материала. Для систематизации этих наблюдений приходится привлекать простейшие математические описания — модели эмпирического и полуфеноменологического характера для частных программ нагружения (более полное и последовательное описание деформационных и прочностных свойств материалов на основе феноменологического подхода будет рассмотрено ниже). Тем самым выявляются и наиболее важные характеристики и характеристические фунищи материалов — определяющие параметры этих простейших моделей. Систематизированная информация о конкретных значениях этих характеристик для исследованных материалов приводится в части Б. [c.63]

Указанная взаимосвязь между отдельными группами уравнений обусловлена тем, что выходные переменные одной группы являются входными переменными других. Полную схему обобщенного анализа можно представить в виде некоторой блок-схемы, два типичных блока которой приведены в табл. 2.1. Составление такой блок-схемы в виде последовательного сочленения входных и выходных переменных позволяет не только получить картину взаимодействия различных групп уравнений, но также и наметить в общих чертах схему пд)оведения вычислений на большой цифровой вычислительной машине. Некоторые из величин, входящих в эту схему, такие, нанример, как высота в функции времени, являются промежуточными переменными, возникая в одних группах уравнений и переходя затем в следующие. Другие, называемые далее основными переменными, должны вводиться извне. Сюда относятся, с одной стороны, такие величины, как параметры, определяющие свойства материалов конструкции, характеристики атмосферы, и, с другой стороны, задаваемые параметры конструкции — количество ступеней, давление в камере сгорания и т. д. [c.61]

Особенности структурных свойств композиционных материалов на основе углеродных и борных волокон с традиционными схемами армирования исследованы в работах [20, 25, 33, 59, 70]. Анализ и сопоставление полученных данных по угле- и боро-пластикам с аналогичными данными типичных стеклопластиков [39, 71] свидетельствуют о том, что использование высокомодульных волокон при традиционных схемах армирования способствует лишь резкому увеличению жесткости материала в направлениях армирования при этом заметного возрастания других упругих и прочностных характеристик не происходит. Главной отличительной особенностью высокомодульных композиционных материалов является большая по сравнению со стеклопластиками анизотропия упругих свойств [25]. Для углепластиков увеличение анизотропии упругих свойств обусловлено также анизотропией самих армирующих волокон. Существенных различий по прочностной анизотропии между стеклопластиками и высокомодульными материалами нет, но абсолютные значения межслойной сдвиговой прочности и прочности на отрыв в трансверсальном направлении однонаправленных и ортогонально-армированных углепластиков в 1,5—3 раза ниже аналогичных характеристик стеклопластиков. [c.7]

Наряду с неоднородностью, обусловленной тем, что процесс естественного или искусственного старения в упругоползучем теле протекает неодинаково во всех его элементах, в реальных конструкциях и телах встречается также и другой вид неоднородности. Эта неоднородность характеризуется тем, что элементы таких тел и конструкций изготовлены из разных материалов с различными упругими и реологическими свойствами. Типичными представителями таких неоднородных тел являются кусочнооднородные упругоползучие тела. Для таких тел упругие и реологические характеристики зависят от координат [38, 39] [c.16]

Особенностью композиционных материалов является то, что их свойства можно задавать заранее (или проектировать). Если же к тм применять методы расчета обычных металлов, обладающих некоторыми детерминированными свойствами, то основные достоинства композиционных материалов не будут реализованы. При использоварши углепластиков прежде всего принимаются во втмате наиболее важные с точки зрения свойств материала характеристики (например, ориентация волокон), а затем уже ведется расчет конструкционных свойств композиционного материала. Так как углепластики отличаются по структуре и механическим характеристикам от металлов, расчеты требуют особого внимания, с тем чтобы исключить возможность неправильного решения. В данной главе рассмотрен широкий круг вопросов — от основ расчета углепластиков и до примеров практического решения некоторых типичных задач. [c.177]

Наибольшее распространение среди КМ благодаря лучшему комплексу технологических, коррозионных характеристик и достаточно высоким механическим свойствам получил класс конструкционных материалов, называемых боралюминием. Примером могут служить такие композиции как Д20-АД1-В, АД1-АМг6-В и др. Типичными представителями бора-люминиев являются материалы марки ВКА-1, ВКА-1Б. Конструкционные волокнистые композиционные материалы на основе свариваемого коррозионностойкого алюминиевого сплава марки 1561, армированного высокопрочными высокомодульными непрерывными волокнами бора (материал марки ВКА-1 Б) и тонкой стальной проволокой ВНС-9 (материал марки КАС-1), разработаны целенаправленно для использования их в качестве усиливающих элементов (в направлении действия главных напряжений) в высоконагруженньгх корпусных конструкциях из алюминиевого сплава судов [7]. Данные КМ относятся к разряду анизотропных, максимальные прочность и жесткость реализуются в направлении армирования в соответствии с законом аддитивности [7]. Ниже приве- [c.197]

Стевепс и Хэнинк [30] выбрали материал Ti — 6% А1—4% V с 50 об. % борсика для разработки технологии производства вентиляторных лопастей. Композиционный материал изготовляли из предварительно намотанных матов из волокон борсика диаметром 4,2 мил (0,11 мм), покрытых смесью полистирола и порошка сплава Ti — 6% А1—4% V. Перед укладкой с матами фольгу из титанового сплава толщиной 2,5 мил (0,06 мм) формовали, используя процесс ползучести, до необходимой конфигурации. Слоистую заготовку лопасти заключали в тонкую оболочку из коррозионно-стойкой стали, сконструированную таким образом, чтобы можно было поддерживать динамический вакуум в процессе диффузионной сварки горячим прессованием. Типичные технологические условия горячего прессования отвечали температуре 1600° F (871° С), выдержке 30 мин и давлению 12 ООО фунт/кв. дюйм (844 кгс/см ). Образцы, необходимые для характеристики материала, были приготовлены с соблюдением тех же технологических условий, которые применялись в производстве лопастей вентилятора. Свойства этих композиционных материалов представлены в табл. 7. [c.317]

В табл. 8 обобщены сравнительные данные для композицион-пых материалов, изготовленных с применением основных армирующих волокон. Прочность и жесткость оценены по сравнению со свойствами типичного титанового сплава Ti—6% А1—4% V. В ряде случаев они сравнены с перспективными свойствами, дости-н ение которых предполагается, если будут преодолены производственные трудности. Высокотемпературная удельная прочность относится к 600—1200° F (316—649 С), к этому же температурному интервалу относится характеристика стабильности. Четыре последних армирующих материала — бор и бор, покрытый карбидом кремния, карбид кремния и окись алюминия — располагаются в порядке возрастания плотности и снижения прочности. Однако потенциальная прочность при комнатной температуре у композиционных материалов, изготовленных из первых трех видов волокна, примерно одинакова и оценена одинаковым показателем. Значительно более высокая плотность окиси алюминия (4 г/см ) отрицательно влияет на потенциальную прочность и нсесткость композиционных материалов, изготовленных с этим армирующим волокном. [c.330]

Общие принципы характеристики деформационно-прочностных свойств полимеров и типичные диаграммы напряжение — деформация были обсуждены в гл. 1. Оценка деформационнопрочностных свойств материала с помощью диаграмм напряжение — деформация является наиболее распространенным видом механических испытаний материалов. Этот метод очень важен с практической точки зрения и получаемые результаты привычны для инженеров. Однако связь результатов таких испытаний с реальным поведением материала в изделии не так проста, как иногда кажется. Так как вязкоупругость полимеров обусловливает высокую чувствительность их механических свойств к различным факторам, диаграммы напряжение — деформация только приближенно предсказывают поведение полимера в изделии. Обычно диаграммы напряжение — деформация или даже только их характерные точки получают для одной температуры и одной скорости деформации. Для набора информации, необходимой для инженера-конструктора, требуется проведение испытаний при нескольких температурах и скоростях деформации, что занимает много времени и связано со значительным расходом материалов. Обычно имеются данные о деформационно-прочностных свойствах при растяжении или изгибе, хотя часто необходимо знать результаты испытаний при сжатии и сдвиге, в том числе не только при одноосном, но и при двухосном нагружении. Поэтому очевидно, что, используя обычно имеющиеся данные о деформационнопрочностных свойствах полимерных материалов, инженер-конструктор должен в значительной мере полагаться на интуицию и опыт, что часто приводит к перестраховке или к ошибкам при конструировании изделий. [c.152]

К новому поколению гибридных КМ относятся слоистые алюмополи-мерные КМ, состоящие из чередующихся склеенных тонких листов (0,3 -0,8 мм) алюминиевых деформируемых сплавов и прослоек полимера (0,2 -0,5 мм), армированных стеклянным или органическим волокном. Типичная структура алюмополимерного КМ состоит из двух слоев алюминиевого сплава и прослойки армированного полимера (2 1) или из трех слоев алюминиевого сплава, разделенных прослойками стекло- или органоволокнитов (3 2). При этом слои алюминиевого сплава всегда расположены на поверхности КМ. По сравнению с обычными алюминиевыми сплавами эти материалы отличаются пониженной плотностью (на 15 - 20 %), повышенными прочностными и усталостными характеристиками. Скорость развития усталостной трещины у них на порядок ниже, чем у соответствующих алюминиевых сплавов. Кроме того, они имеют высокие акустические и демпфирующие свойства. [c.469]

Типичные результаты, полученные из испытаний на межслой-ный сдвиг указанным способом, приведены в табл. 4.1 [3]. Однонаправленный графито-зпоксидный композит AS-1/3502 представляет группу современных материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Его характеристики типичны для композитов с хрупкой эпоксидной матрицей. Результат для однонаправленного композита X-AS/PEEK характерен для композитов с пластичной мат- [c.198]

Лазерный луч, встречаясь с поверхностью материала, частично поглощается ею. В результате поглощения энергии температура материала возрастает настолько, что он может расплавиться, испариться или разложиться. Достоинства лазеров как источников излучения для резки состоят в том, что они создают больщую по величине мощность и что излучение осуществляется в виде параллельных лучей, способных фокусироваться в маленькие пятна. СО,-лазеры с выходной мощностью 1500 Вт испускают обычно луч диаметром около 20 мм. Плотность мощности в нефокусиро-ванном луче изменяется по диаметру и составляет максимум 4x10 Вт/м . Хотя этой мощности достаточно, чтобы разрущить большинство органических материалов и расплавить некоторые металлы, ее недостаточно для резки. Эффективно резку выполняют, используя линзы или зеркала для концентрации энергии. Монохроматическое и параллельное лазерное излучение может быть сфокусировано в пятно, размер которого лимитируется главным образом отклоняющей и фокусирующей оптикой. От степени фокусировки зависит щирина реза и диаметр отверстия. Излучение С02-лазера выходной мощностью 1500 Вт/м может быть сфокусировано в пятно диаметром 0,15 мм, в результате чего плотность мощности повышается до величины в пределах 1,0 х 10 Вт/м . Такой мощности достаточно для испарения любого материала. При таком маленьком пятне лазерный луч создает очень узкий рез (шириной 0,1 мм), когда перемещается по поверхности материала. Он позволяет достичь точности резания 0,05 мм. Но последняя зависит главным образом от механизма перемещения детали или лазерной головки. В равной степени важно сохранить свойства материала у кромки реза. Минимальный размер пятна достигается при использовании короткофокусных линз. Самые маленькие пятна создают при резке очень тонких материалов. При этом должны точно контролировать расстояние от фокусирующей линзы до детали. Ниже приведены типичные соотношения характеристики фокусирующей линзы и толщины материалов при использовании лазерного луча диаметром 20 мм [31] [c.146]

Прочвоствые свойства. В табл. 9.9 представлены прочностные арактеристики при сжатии, растяжении и изгибе типичных материалов в главных направлениях ортотропии. Эти характеристики имеют небольшой разброс. Значительное превышение прочностных характеристик материалов при растяжении и изгибе в направлении искривленных волокон по сравнению с прочностью при сжатии не является следствием различной чувствительности этих характеристик к искривлению волокон, В табл. 9.10 сопоставлены прочностные характеристики в направлении искривленных волокон с аналогичными характеристиками в направлении прямых волокон одного и того же материала при [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...