Изотропный армирующий слой

Изотропными армирующими слоями могут быть различные пленки (стеклянные, полимерные, металлические), рубленые волокна, уложенные хаотически, пропитанная бумага, стекломат. [c.6]

В трехслойной полосе, нагруженной симметрично относительно срединной поверхности г = О силой и моментом (сжатие И изгиб, рис. 4.2) наружные слои толщиной к изготовлены из резины, внутренний армирующий слой толщиной Ло — из изотропного материала. Боковые поверхности элемента свободны. Лицевые поверхности являются абсолютно жесткими, они имеют поступательные перемещения а, и повороты Шу. [c.144]

Данная глава посвящена численному решению с помощью ЭВМ краевых задач для многослойных эластомерных конструкций с изотропными или ортотропными армирующими слоями. Рассматриваются элементы, являющиеся телами вращения, со сферическими, коническими и плоскими слоями. Показаны работоспособность и эффективность предложенной теории, а также практическая возможность численной реализации задач. Результаты расчетов имеют теоретическую и практическую ценность, особенно в части анализа напряженного состояния слоев. В литературе отсутствуют данные теоретического или экспериментального исследования напряжений в армирующих слоях. [c.152]

Если армирующий материал в виде тканой ткани укладывают на изогнутую поверхность, ткацкий рисунок нарушается и изменяется направление волокон. Для предотвращения этих нежелательных явлений используется волокно с ориентацией (0°, 60°) или (0°, 45°, 90°). При такой последовательности слоев армирующий материал в плоскости слоистого пластика обладает квази-изотропными свойствами. Однако центровка слоев слоистого пластика из армированных стекловолокном препрегов с хорошими драпировочными свойствами трудно поддается контролю. Вплетение в ткани специально окрашенных волокон упрощает послойную укладку и осмотр слоистых пластиков. [c.109]

Для изготовления менее ответственных конструкций часто применяются стеклопластики, в которых армирующее волокно расположено хаотически. Например, такую структуру имеют стеклопластики, изготовленные методом напыления, или премиксы, которые с достаточным основанием можно считать изотропными в отношении механических свойств. Листовые слоистые стеклопластики при хаотическом расположении армирующих волокон в слоях следует относить к поперечно-изотропным материалам. [c.16]

Рассмотрим однонаправленно армированный слой (рис. 4.1), направив оси l, 2, 3 вдоль армирующих волокон, перпендикулярно им в плоскости слоя и ортогонально плоскости слоя. Будем считать матрицу линейно-упругой и изотропной с модулем упругости модулем сдвига и коэффициентом Пуассона Аналогичное предположение сделаем относительно армирующих волокон, обозначив их упругие постоянные через [c.79]

Если принять допущение, что насыщение армирующими волокнами достаточно частое, то с хорошей точностью слой можно считать трансверсально изотропным, причем плоскость 2 3 является плоскостью изотропии. В этом случае соотношения между напряжениями и деформациями для слоя в его осях симметрии запишем так [c.80]

Здесь Е , El — соответственно модуль Юнга связующего и армирующих элементов Л-го слоя (к = 1, 2,. .., /л). Если k-vi слой однородный изотропный, то принимается Е = Е" и тем самым /л . = 1. Введя обозначения [c.165]

При соединении труб из термопластов и других деталей из изотропных материалов способ формования резьбы не оказывает существенного влияния на прочность соединения. При этом приходится соблюдать некоторые общие правила, справедливые и для формования других деталей из термопластов избегать острых кромок у витков резьбы, применять скругления и т. п. [54]. В деталях из слоистых пластиков резьбу рекомендуется выполнять так, чтобы волокна армирующего наполнителя располагались перпендикулярно к направлению действующей нагрузки. При нарезке резьбы в таких деталях (трубах и оболочках) слои наполнителя оказываются перерезанными, и прочность резьбового соединения определяется не столько механическими свойствами пластика, сколько прочностью матрицы при сдвиге (равной приблизительно 5-10 МПа) [22, с. 72 107]. Наибольшая прочность резьбовых соединений достигается в тех случаях, когда волокна наполнителя повторяют рисунок профиля резьбы. При этом разрушающее напряжение материала при сдвиге, а следовательно, и несущая способность резьбы повышаются в 3-4 раза [22, с. 72]. Резьбы такого типа создают формованием различными методами. [c.302]

Если изотропное тело армировано ортотропными слоями, уравнения динамической задачи термоупругости следуют из (2.55), (2.56) при [c.66]

Е , О/, Vj — модуль упругости, модуль сдвига в дан/см и коэффициент Пуассона изотропного материала листов первого ( = 1) и второго (I = 2) внешних слоев и листа заполнителя (/ =3) — гофрированного. складчатого или сотового, а также армирующих ребер (1 = 3) заполнителя из армированного пенопласта [c.243]

В стенке напорного рукава различают слои из изотропных полимерных материалов (камера, прослойка, наружный слой) армирующие их (несущие парные) слои каркаса, образованные из двух систем разнонаправленных винтообразно расположенных силовых элементов слои спирали, укрепляющие каркас и образованные одиночным винтовым элементом. Силовыми звеньями в каждом несущем слое рукава (в парном слое каркаса или спирали) являются их винтовые элементы — прочные и гибкие нити, проволока, поток их или полоски ткани, навитые на цилиндрическую поверхность с углом подъема Кн к ее образующей. Доля внешней нагрузки, воспринимаемой каждым несущим слоем рукава, определяется внутренними контактными напряжениями, возникающими между слоями. [c.158]

При формовании контактным методом изделий двойной кривизны (например, крышек или днищ химических аппаратов) удобно выбирать тканые армирующие материалы, используя метод диагональной вытяжки для формования трансверсально-изотропного пакета с относительным поворотом отдельных слоев на 45° фис. 12.7). [c.237]

Наибольшее распространение п технических приложениях имеют многослойные резинометаллические элементы. Поэтому отдельно рассмотрим определяющие соотношения для изотропного, в частности, металлического армирующего слоя. Они будут существенно проще, чем для слоя из ортотроппого материала. [c.98]

Композиционным материалам с однонаправленным и перекрестным расположением волокон, когда необходимая толщина изделия создается последовательной укладкой армирующих слоев,. присущи низкая сдвиговая и низкая трансверсальная прочность. Модуль упругости и предел прочности при межслойном сдвиге и поперечном растяжении— сжатии в таких композициях более чем на порядок отличаются от модуля Юнга и прочности в направлении армирования. В ряде случаев эта особенность может препятствовать реализации высоких прочности и жесткости композиций в конструкциях. Повышение прочности сцепления матриц с волокнами путем их поверхностной обработки способствует увеличению прочности материала при сдвиге и сжатии, но не является эффективным средством повышения упругих характеристик при этих видах нагружения. Существенное возрастание жесткости и прочности при межслойном сдвиге, а также сопротивления материала поперечному отрыву достигается созданием в нем поперечных связей. Материалы с пространственно сшитой арматурой (многослойные ткани), используют при создании стеклопластиков и органоволокнитов. Основной недостаток их — значительное искривление волокон основы, что приводит к резкому снижению характеристик механических свойств композиций в этом направлении. Для высокомодульных углеродных и борных волокон наиболее приемлема схема трехмерного армирования изотропных текстильных материалов ИТМ, при которой волокна сохраняют прямолинейность. В этом случае в разных направлениях могут быть уложены различные волокна, благодаря чему образуется многокомпонентный материал. [c.591]

Армированный слой (см. схему) состоит из изотропного материала с внедренным в него армирующим слоем. Последний пр дставляет собой сеть тонких одномерных волокон, расположенных в направлениях, составляющих углы г) /, (Ог г , 5 я к ==1, 2,. .., т) с. направлением х [c.13]

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]

В качестве примера трансверсально изотропной среды специального вида рассмотрим слоистую среду, состоящую из чередующихся плоских параллельных слоев двух однородных изотропных упругих материалов. Упругие постоянные й толщина высокомодульного армирующего материала и низкомодульной матрицы обозначаются через Xt, if, di и V, (Xm, dm соответ ственно (см. рис. 2). Согласно теории эффективных модулей, слоистая среда в целом является трансверсально изотропным материалом с осью в качестве оси симметрии следовательно, связь напряжений с деформациями можно описать уравнениями общего вида (12) — (17). Эффективные упругие модули Qi и т. д. были найдены в работах Ризниченко [57], Постма [56], Уайта и Ангона [79], Рытова [58] и Беренса [14] на основании [c.363]

В анизотропном слое в качестве армирующего наполнителя используют шпон (древесный, стеклянный, из металлических волокон), тканевые материалы (сатинового, саржевого, полотняного переплетения и др.) на основе стеклянных, хлопчатобумажных и полимерных волокон. Шпон представляет собой элементарный слой, в котором однонаправленные армирующие элементы (волокна, нити, пряди) связаны между собой каким-либо связующим. Для получения трансверсально-изотропной композиции из анизотропных слоев необходимо укладывать каждый слой относительно другого под углами 10—60°. Наиболее высокой прочности в таких материалах достигают использованием шпона в качестве армирующего наполнителя. [c.6]

Шестерни из пластмасс обладают способностью к самосмазыванию, имеют высокие химическую стойкость и ударную вязкость, являются низкощумными и т. д. Но по сравнению со стальными шестернями они выдерживают меньшие силовые нагрузки. Вследствие этого пластмассовые шестерни используются главным образом в редукторах различных контрольно-измерительных приборов. Однако если армировать пластмассовые шестерни высокопрочными волокнами, то можно повысить их стойкость к силовым воздействиям. Одной из основных прочностных характеристик шестерен является прочность зубьев при статическом изгибе. Для того чтобы выяснить эффективность армирования волокнами зуба шестерни, к которому приложена изгибающая нагрузка, прежде всего необходимо рассчитать распределение напряжений в изотропном зубе шестерни под действием изгибающей нагрузки. На рис. 5.23 показана модель зуба шестерни (модуль т = 5, число зубьев Z = 30, угол приложения нагрузки а = 20°), использованная для расчета распределения напряжений [12]. Как показано на рисунке, в точках F и F пересекаются центральная линия трохоиды, описанной относительно центра закругления зуба, и основная огибающая зуба. Введем систему координат OXY с центром в точке пересечения линии FF и осевой линии зуба шестерни. Нагрузка Р действует перпендикулярно к поверхности зуба у его края. При анализе напряжений в зубе шестерни предполагают плоское деформированное состояние и используют метод конечных элементов. На рис. 5.24 показано распределение главных напряжений внутри зуба шестерни, изготовленной из неармированной эпоксидной смолы. К краю этого зуба приложена нагрузка 9,8 Н/мм. Видно, что значительные напряжения возникают только вблизи поверхности зуба шестерни. Следовательно, если армировать волокнами поверхностный слой зуба, то можно ожидать повышения его прочности при изгибе. [c.197]

У анизотропных материалов свойства зависят от направления армирующего материала. Их подразделяют на однонаправленные, слоистые и трехмерно-направленные. Анизотропия материала закладывается конструктором для получения КМ с заданными свойствами. Однонаправленные КМ чаще всего проектируют для изготовления изделий, работающих на растяжение. Слоистые КМ получают путем продольно-поперечной укладки с правильным чередованием слоев. Трехмерно-направленное армирование обычно достигается за счет использования "сшитых" в поперечном направлении армирующих тканей, сеток и т.п. Кроме такой анизотропии образуется еще технологическая анизотропия, возникающая при пластическом деформировании изотропных материалов (металлов). [c.458]

Принимается, что поперечные сдвиговые напряжения воспринимаются только слоями изотропного связующего, а слои с армирующими волокнами являются абсолютно жесТ1 ими на сдвиг. [c.14]

Чувствительность сорбционных характеристик стеклопластиков к механическим напряжениям зависит от структуры армирования и типа армирующего наполнителя. Так, прочностные и сорбционные свойства стеклотекстолитов более чувствительны, чем свойства ориентированных и изотропных стеклопластиков, к действию механических напряжений из-за наличия искривленных волокон, выпрямляющихся при приложении нагрузки, и возникновения при этом больших местных напряжений, приводящих к образованию микротрещин. Увеличенное поглощение влаги обнаруживают и пластики с ортогональным армированием, у которых наличие в смежных слоях взаимно перпендикулярных волокон также способно вызывать концентрацию напряжений. Менее чувствительны к растягивающим напряжениям однонаправленные материалы (с параллельно расположенными волокнами). Если растрескивание полимерных связующих и расслоение системы матрица-волокно, а следовательно, и интенсификация сорбции для стеклотекстолитов начинают проявляться при нагрузках, составляющих 20-30% от разрушающей, то у однонаправленных стеклопластиков эти явления происходят при нагрузке, равной приблизительно 50% от разрушающей. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...