Изотропные и анизотропные материалы

Рис. 13. Упрощенная схема изменения ориентации векторов намагниченности доменов изотропных и анизотропных материалов

Изотропные и анизотропные материалы [c.35]

В. 1.8. Что такое изотропные и анизотропные материалы Какие материалы близки к изотропным Какие проявляют явную анизотропию [c.17]

Между поведением при разрушении изотропного и анизотропного материалов существует сильное различие, состоящее в том, 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 от величины компонент тензора напряжений, но также и [c.127]

При соответствующих предположениях о свойствах материалов, т. е. при фиксировании определенной прочностной симметрии, из уравнения (6.8) могут быть получены практически все известные энергетические теории для изотропных и анизотропных материалов. [c.208]

В работе [90] введено понятие главной теории вязкоупругости, в которой учитываются только два главных члена в представлении ядер релаксации и ползучести как суммы ядер с различной степенью сингулярности, а в монографии [33] это понятие обобщено на изотропные и анизотропные материалы. [c.51]

Свойство тел деформироваться под нагрузкой, а затем восстанавливать свою форму и размеры называется упругостью. Исчезающая часть деформации называется упругой, а ту часть, которая остается, называют остаточной. Если механические свойства во всех направлениях одинаковы, материал называется изотропным. У анизотропных материалов свойства в различных направлениях разные. К числу таких материалов относится, например, дерево. [c.4]

Отдельно взятый кристалл металла анизотропен. Но если в объеме содержится весьма большое количество хаотически расположенных кристалликов, то материал в целом можно рассматривать как изотропный. Поэтому обычно предполагают, что металлы в той мере, в какой с ними приходится иметь дело в инженерной практике, изотропны. Встречаются и анизотропные материалы. Анизотропна, например, бумага полоски, вырезанные из листа бумаги в двух взаимно перпендикулярных направления, обладают различной прочностью. Существует анизотропия тел, связанная с их конструктивными особенностями. Так, анизотропна фанера, анизотропны ткани. В настоящее время широкое распространение получили композиционные материалы. [c.13]

В настоящей главе кратко изложены отдельные аспекты теории упругости анизотропного тела. Раздел II содержит изложение обобщенного закона Гука, свойств симметрии и ограничений, накладываемых на упругие постоянные. В разделе III приведены некоторые элементарные примеры, иллюстрирующие различия в поведении изотропных и анизотропных тел. Показано, что трудности, связанные с описанием армированных композиционных материалов, непосредственно вытекают из необычного характера поведения анизотропных тел. [c.15]

Волокнистые композиционные материалы могут быть изотропными и анизотропными в зависимости от ориентации волокон. Матрица, как правило, изотропна в том смысле, что ее свойства одинаковы во всех направлениях. Если волокна расположены хаотически, то прочностные и упругие свойства композиционного материала также изотропны в плоскости материала (так как армированные пластики, использующиеся в строительной промышленности, имеют тонкие сечения, то их свойства в направлении, перпендикулярном плоскости материала, можно не рассматривать), [c.264]

Наряду с материалами изотропными существуют и анизотропные материалы, т. е. такие, свойства которых в различных направлениях различны. К таким материалам относятся в первую очередь дерево, слоистые пластмассы, некоторые камни, ткани и другие. Одно значение и fx не может охарактеризовать их упругие свойства, для них необходимо иметь ряд значений упругих характеристик в различных направлениях. [c.36]

Ниже будут приведены некоторые методики расчетов на прочность изделий из изотропных и анизотропных пластмасс, в большей мере учитывающие специфику полимерных материалов, чем классические теории прочности. [c.107]

Наряду с материалами изотропными существуют и анизотропные материалы, т. е. такие, свойства которых в различных направлениях различны. К таким материалам относятся в первую очередь дерево, слоистые пластмассы, некоторые ка.мни, ткани и другие. [c.39]

В зависимости от вида и структуры наполнителя стеклопластики могут быть изотропными и анизотропными. Анизотропные стеклопластики в свою очередь подразделяют на стеклотекстолиты и ориентированные материалы. Для получения изотропных, точнее, квазиизотропных стеклопластиков используют рубленое стеклянное волокно в виде мата, холста или предварительных заготовок. Стеклотекстолиты изготовляют на основе стеклотканей различного переплетения, структура ткани предопределяет анизотропию. Ориентированные стеклопластики получают на основе непрерывного стекловолокна в виде ровинга (жгута) или ленты. [c.10]

Армированные пластики являются неоднородными композитными материалами. Их основу составляет полимерная матрица, армированная волокнами или частицами. Для обоснованного выбора измеряемых характеристик и математического аппарата для обработки результатов опытов прежде всего необходимо установить, к какому классу принадлежат исследуемые композиты — к изотропным или анизотропным материалам. Далее, для установления расчетных зависимостей, связывающих величины, определяемые в опыте (силы, деформации, перемещения), с макроскопическими характеристиками композита, необходим переход к сплошной среде. Это позволяет использовать хорошо разработанный аппарат теории упругости сплошных анизотропных сред. [c.20]

В современных конструкциях наряду с материалами, обычно при расчетах принимаемыми за однородные и изотропные, используются для изготовления деталей и анизотропные материалы, у которых наблюдается резкое различие в упругих свойствах для разных направлений. [c.10]

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]

Представлена краткая история и обаор модифицированной механики раз рушения Гриффитса — Ирвина. Подчеркнуто значение коэффициента интенсивности напряжений и скорости высвобождения энергии деформирования в механике разрушения изотропных и анизотропных материалов. Кратко изложена эмпирическая трактовка процесса усталостного роста трещины в изотропной среде. Затем перечислены противоречия между основными предпосылками классической теории разрушения и особенностями протекания процесса разрушения в многофазных слоистых материалах. Тем самым показана необходимость некоторого смягчения исходных предпосылок теории разрушения, которое позволило бы создать практически применимые подходы для решения задач разрушения композитов. Очень кратко, вследствие неприменимости непосредственно к решению инженерных задач, изложены основные результаты, полученные при помощи методов микромеханики, позволяющих исследовать процессы взаимодействия между трещиной, волокном и связующим в бесконечной среде. Далее огшсаны основные концепции современных макромеханических подходов для описания процесса разрушения композитов. Отмечено, что все подходы, расчеты по которым находятся в соответствии с экспериментальными данными, исключают из рассмотрения нелинейную зону или зону разрушения у кончика трещины. Более сложные теории (с учетом критического объема, плотности энергии деформирования) наилучшим образом согласуются с экспериментами на однонаправленно армированных композитах, когда трещины распространяются параллельно волокнам. Эти теории также хорошо описывают нагружение слоистых композитов под углом к направлению армирования, когда преобладающее влияние на процесс разрушения оказывает растрескивание полимерной матрицы. Расчеты по двум приближенным теориям (гипотетической трещины и критического расстояния) и комбинированному методу (модель тонкой пластической зоны) сравниваются с данными, полученными при испытании слоистых композитов с симметричной схемой армирования [ 6°]s. Приведены данные о хорошем соответствии степенной аппроксимации, применяемой для описания скорости роста трещины, результатам испытаний на усталость слоистых композитов с концентраторами напряжений. [c.221]

При написании главы автор попытался акцентировать внимание на линейной упругой механике разрушения и ограничениях при оценке с ее помощью предельных напряжений слоистых композитов с концентраторами напряжений. С этой целью приведен обзор модифицированной механики разрушения Гриффитса — Ирвина для изотропных и анизотропных материалов. Коротко изложено применение механики разрушения для предсказания роста трещины при усталостном нагружении. Перечислены условия, при которых схема армирования и особенности поведения композита вступают в противоречие с основными предпосылками указанной теории разрушения. Таким образом, показана необходимость смягчения некоторых теоретических ограничений, без которого методы механики разрушения нельзя применить для расчета предельных напряжений слоистых композитов с трещиной. Мик-ромеханический подход, использующий линейную упругую механику разрушения для оценки влияния параметрических [c.244]

В настоящей монографии приведены результаты численного и экспериментального исследования термоползучести гибких пологих замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине оболочек вращения переменной толщины, выполненных из изотропных и анизотропных материалов, обладающих неограниченной ползучестью. В главе I дан краткий анализ подходов к решению задач изгиба и устойчивости тонких оболочек в условиях ползучести. Глава II посвящена построению вариационных уравнений технической теории термоползучести и устойчивости гибких оболочек и соответствующих вариационной задаче систем дифференциальных уравнений, главных и естественных краевых условий, разработке методики решения поставленной задачи. Вариационные уравнения упрощены для случая замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине осесимметрично нагруженных пологих оболочек вращения, показаны некоторые особенности алгоритма численного решения. Результаты решений осесимметричных задач неустаповившейся ползучести и устойчивости замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине сферических и конических оболочек постоянной и переменной толщины приведены в главе III. Рассмотрено также влияние на напряженно-деформированное состояние и устойчивость оболочек при ползучести высоты над плоскостью, условий закрепления краев (при постоянном уровне нагрузки), уровня и вида нагрузки, дополнительного малого нагрева, подкрепления внутреннего контура кольцевым элементом. Глава IV посвящена численному исследованию возможности неосесимметричной потери устойчивости замкнутых в вершине изотропных и анизотропных сферических оболочек в условиях ползучести. Проведено сопоставление теоретических и экспериментальных дан-лых. [c.4]

Следуя [104], будем считать, что некоторые меры тензора повре-жденности М П), называемые мерами повреждений и являющиеся функщшми компонент П, могут быть использованы для построения критериев разрушения (или, как будет показано в гл. 5, критериев закритической стадии деформирования) изотропных и анизотропных материалов. Пусть существуют константы критической поврежден-ности материала такие, что если для любого п [c.111]

Значительный вклад в разработку теории прочности внесен работами И. И. Гольденблата и В. А. Копнова [34, 39, 132]. Авторами сформулированы общие требования и принципы, которым должны удовлетворять технические теории прочности изотропных и анизотропных материалов. Такими требованиями, в частности для изотропных материалов, являются выпуклость предельной поверхности (как следствие постулата Д. Друккера и А. А. Ильюшина), действительность предельного напряженного состояния и др. Ими предложен обобщенный критерий в форме [c.208]

Типичным представителем анизотропных хматериалов является дерево. Механические характеристики дерева зависят не только от его породы, но и от расположения волокон в испытуемом образце. Так, на1пример, при сжатии сосны вдоль волокон предел пропорциональности составляет примерно 0,78 от временного сопротивления, а при сжатии поперек волокон — примерно 0,35. При этом само временное сопротивление различно. Механические характеристики некоторых изотропных и анизотропных материалов приводятся в приложении. [c.34]

Распределение термических напряжений в трубах, пластинках и цилиндрах из анизотропного материала исследовали Грекуш-ников, Бродовский, Сиротин и Инденбом [27, 28]. Можно утверждать, что распределение напряжений, найденное путем расчета для упругого, однородного и изотропного материала, в большинстве случаев отличается в той или иной степени от фактического распределения напряжений в детали из анизотропного материала. В зонах металлических деталей, где имеют место пластические деформации, разница в распределении напряжений при изотропном и анизотропном материалах уменьшается. [c.48]

Даже самсе удачное материаловедческсе или технологическое наименование еще не говорит об особенностях механических испытаний армированных пластиков. Самой важной с этой точки зрения яв.ияется классификация по типу арматуры и ее взаимному расположению (укладке) в полимерной матрице. Главное требование к классификации с точки зрения механики материалов состоит в установлении закона деформирования и зависимости свойств от угловой координаты. Полагая в первом приближении, что армированные пластики следуют закону Гука, все многообразие композитов можно разделить на изотропные и анизотропные материалы. [c.20]

Различают изотропные и анизотропные материалы. У первых (стекла, жидкости, тазы) показатель преломления не зависит от направления света при измерениях. Анизотропные материалы (кристаллы и др.) харакг )изуются двойным лучепреломлением, т.е. расщеплением луча на два, распространяющихся с разными скоростями. Скорость одного из них ( необыкновенного ) зависит от направления. Анизотропия наблюдается и у изотропных в обычных условиях веществ при сжатии и другах воздейсгаиях. [c.59]

Исследованию проблемы напряженного состояния в средах различного очертания, изготовленных из различных изотропных и анизотропных материалов, соединенных между собой посредством впайки, посвящено много работ советских и зарубежны авторов (Ю. А. Амензаде 111]). [c.411]

Высокие жесткость и прочность армирующих волокон, составляющие основу прочности и жесткости композиционных материалов, реализуются лишь в случае их определенного расположения по отношению к действующему полю напряжений (действующей нагрузке). Вследствие большого разнообразия нагрузок применяются различные схемы укладки арматуры. Варьируя направлением укладки слоев, можно получить слоистые материалы с различной ориентацией армирующих волокон, обладающие в плоскости укладки изотропными и анизотропными свойствами. Именно в возможности придания материалу оптимальной для каждого частного случая анизотропии заключается главное преимущество волокнистых композиционных материалов [44]. В зависимости от ориентации армирующих волокон в плоскости укладки слоистые структуры можно подразделить на следующие основные группы однонаправленные, ортогонально-армированные с переменным углом укладки волокон по толщине, перекрестно-армированные и хаотически-армированные. [c.5]

Квазистатические разрушения происходят у циклически изотропных и анизотропных стабильных или разупрочняюш,ихся материалов при нагружении с постоянной амплитудой напряжений (мягкое нагружение). При сравнительно небольшом числе циклов накопление односторонних пластических деформаций от цикла к циклу у указанных материалов заканчивается образованием явно выраженной шейки и разрушением, подобным разрушению при однократном нагружении. При увеличении числа циклов величины односторонне накопленных пластических деформаций на стадии разрушения уменьшаются и сами разрушения происходят с образованием макротрещин в зонах максима.льных деформаций. При этих числах циклов изменяются виды разрушения — квазистатические разрушения переходят в усталостные, характеризующиеся развитыми макротрещинами и малыми величинами односторонне накопленных деформаций. [c.6]

Если не учитывать влияния термического разупрочнения на предел текучести а, которое для реальных материалов, по-видимому, становится существенным при приближении рабочих температур к температуре рекристаллизации, то в (3.19)= О и в представленном виде описание неупругого деформирования материала по своим возможностям близко к одному из вариантов теории пластичности и ползучести с анизотропным упрочнением, разработанной Н. Н. Малининым и Г. М. Хажинским [27]. В частном случае = О, что соответствует затвердеванию жидкости в элементе 3 вязкого трения в аналоге (см. рис. 3.5, а), неупругие деформации возможны лишь при выполнении условий (3.29) и (3.31), а их скорости при постоянных действующих напряжениях определяются только скоростями снятия изотропного и анизотропного упрочнения. Если к тому же f = О и /" = О, т. е. отсутствует термическое разупрочнение, то описание неупругого поведения материала отвечает варианту теории пластического течения, разработанной Ю. И. Кадашевичем и В. В. Новожиловым [27]. [c.139]

В XX столетии в проблеме отыскания постоянных третьего порядка и оценки того, как можно проделать такое огромное число измерений, чтобы получить желаемое количество от 6 до 56 постоянных, можно видеть исторически интересную во всех подробностях параллель с эволюцией идей и наблюдений Фохта в XIX веке. Отсылая читателя к доступным табулированным постоянным второго и третьего порядков, я подчеркиваю экспериментальную и теоретическую дилемму в интерпретировании данных о скорости волн в неодномерном пространстве в терминах скорости в одномерном. Интерес к супергармоникам, субгармоникам, взаимодействию фононов энергетическому обмену между компонентами ультразвуковых волн и тому подобное позволяют полагать, что важность линейной аппроксимации может уменьшиться в одной из наиболее важных ее крепостей — атомной физике. Развитие нелинейных теорий распространения волн в изотропных и анизотропных телах, совместно с соответствующей теорией отражения волн в телах со свободными и смешанными граничными условиями для материалов как в предварительно напряженном состоянии, так и при нулевых напряжениях характеризуют XX столетие, точно так же, как XIX столетие, как мы теперь видим, характеризовалось использованием в значительной мере линейной аппроксимации. [c.523]

Рассмотрим бинарные неоднородные среды, компоненты которых могут быть распределены в пространстве как хао1ически,так и упорадо-ченно. При этом неоднородная среда может бьпь изотропной и анизотропной примеры изотропных и анизотропных бинарных систем представлены на рис. 1.1. Более подробно рассмотрим системы, представленные на рис. 1.1, г, у которых с изменением концентрации изменяется характер структуры. Для исследования свойств таких материалов в последние годы широко применяются методы статистического анализа [c.10]

При малоцикловом нагружении различают циклически изотропные и анизотропные упрочняющиеся, разупроч-пяющиеся й стабилизирующиеся материалы. [c.81]

Некоторые задачи о трещинах, расположенных на границе спаянных полуплоскостей из различных и анизотропных материалов, были исследованы Д. В. Грилицким (1963). Д. В. Грилицкий и Р. М. Луцышин (1967) рассмотрели напряженное состояние анизотропной пластины с впаянным круговым изотропным ядром при наличии разрезов на спае. [c.387]

В литературе предлагались различные критерии предельного состояния, т. е. различные соотношения между инвариантами, позволяющие установить опасность любого напряженного состояния по ограниченному числу простейших механических испытаний материала. Широко известны классические теории прочности (пластичности), рассматривающие изотропные материалы с одинаковыми пределами прочности на растяжение и сжатие (теории наибольших нормальных напряжений, удлинений, касательных напряжений, теория энергии формоизменения), а также различные варианты новейших энергетических теорий (критерии Ю. И. Ягна, П. П. Баландина, К. В. Захарова и др.), основанные на гипотезе А. Надаи о наличии функциональной связи между октаэдрическими касательными и нормальными напряжениями и описывающие условия перехода в предельные состояния как изотропных, так и анизотропных материалов с различным сопротивлением растяжению и сжатию. Подробное рассмотрение этих теорий содержится в монографиях [34, 39, 106, 130, 1311 и останавливаться на них здесь нет необходимости. Рассмотрим наиболее интересные достижения последних лет, уделив особое внимание критериям прочности (пластичности) для изотропных и слабоанизотропных материалов, к каковым относятся стеклообразные и кристаллические полимеры. [c.206]

Кобальт-оксидные магниты не нашли большого распространения в силу дефицитности и дороговизны кобальта, а также недостаточно высоких магнитных свойств по сравнению с более дешевыми бариевыми оксидными магнитно-твердыми материалами. Последние часто с успехом заменяют литые магниты. В некоторых случаях оксидно-бариевые магниты применяют как основной материал, не имеющий себе заменителей. Наилучшие магнитные свойства имеет гексаферрит бария ВаО-бРегОз. Оксидно-бариевые магниты бывают изотропные и анизотропные. Первые получают обычными металлокерамическими приемами, вторые получают при использовании в процессе прессования магнитного поля. В направлении поля магнитные свойства повышены за счет снижения в перпендикулярном к нему направлении. 366 [c.366]

Кобальт-оксидные магниты не нашли большого распространения в силу дефицитности и дороговизны кобальта, а также недостаточно высоких магнитных свойств по сравнению с более дешевыми бариевыми оксидными магнитно-твердыми материалами. Последние часто с успехом заменяют литые магниты. В некоторых случаях оксидно-бариевые магниты применяют как основной материал, не имеющий себе заменителей. Наилучшие магнитные свойства имеет гексаферрит бария ВаО- бРезОз. Оксидно-бариевые магниты бывают изотропные и анизотропные. Первые получают обычными металлокерамическими приемами, вторые получают при использовании в процессе прессования магнитного поля. В направлении поля магнитные свойства повышены за счет снижения в перпендикулярном к нему направлении. У изотропных оксиднобариевых магнитов коэрцитивная сила лежит в пределах 1,6—1,7 кэ, остаточная индукция — в пределах 1,8—2,3 кгс, макси.мальная удельная энергия—в пределах (700 — I 100)-10 дж см . Анизотропные магниты имеют следующие характеристики 1,5—3,7 кэ 2,7—4,0 кгс, (1 500—3 700). 10 дж см [c.313]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...