Трехмерные структуры армирования

Трехмерные структуры армирования [c.51]

ТРЕХМЕРНЫЕ СТРУКТУРЫ АРМИРОВАНИЯ [c.51]

Регулярные трехмерные структуры армирования на этапе создания армирующего каркаса композиционного материала реализуются средствами ткацкой технологии, вследствие чего все армирующие волокна такого композита или часть их имеют участки заданного искривления той или иной степени [45]. Принципиальным отличием регулярных трехмерных структур армирования от двумерных является, однако, зависимость предельно достижимой интенсивности армирования р, от числа направлений армирования и значений углов укладки арматуры [c.51]

Таким образом, рассматриваемые далее регулярные трехмерные структуры армирования с переменными значениями углов укладки арматуры ф и г 3п следует связывать в первую очередь с композитами невысокой интенсивности армирования (р< <0,2—0,3). Искривлениями волокон таких композитов, обусловленными технологией изготовления, в первом приближении можно, по-видимому, пренебречь, ограничивая число направлений армирования (т. е. типов ИСЭ) композита числом прямолинейных участков арматуры, различающихся парами (ф , 1)) ) (рис. 1.7). [c.52]

Численная реализация модели (5.56), проведенная для трех значений толщины пластины /г, показала, что оптимум достигается для пространственной структуры армирования, обозначенной в (5.58) как 5г. Соответствующие параметры оптимальных проектов приведены в табл. 5.9. Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что с увеличением толщины конструкций эффективность трехмерного армирования возрастает, поскольку с ростом толщины при определении параметров устойчивости конструкций возрастает роль поперечных сдвигов. Применение же рационально подобранных трехмерных структур армирования позволяет повысить жесткость конструкций в плоскостях х,г и у,2 , что и обеспечивает увеличение значений критических нагрузок. [c.243]

Существующие теории армирования, как правило, базируются на ряде допущений (см. с. 64). Отказ от некоторых из них, в частности переход от плоского напряженного состояния к объемному, приводит к усложнению расчетных выражений, но позволяет оценить соответствующие поправки. Отсутствие допущения об однородности напряженного состояния в пределах объема каждой из компонент материала повышает степень сложности расчета вследствие необходимости решения задачи теории упругости для многосвязной области. В этом случае возможен учет влияния расположения волокон в материале на расчетные значения его упругих характеристик. Однако для трехмерных структур такой анализ выполняется только с использованием численных методов решения краевых задач. [c.127]

Часто композиционный материал представляет собой слоистую структуру, в которой каждый слой армирован большим числом параллельных непрерывных волокон. Каждый слой можно армировать также непрерывными волокнами, сотканными в ткань, которая представляет собой исходную форму, по ширине и длине соответствующую конечному материалу. Нередко волокна сплетают в трехмерные структуры. [c.423]

Часто композит представляет собой слоистую структуру, в которой каждый слой армирован большим числом параллельных непрерывных волокон. Однако каждый слой можно армировать также непрерывными волокнами, сотканными в ткань определенного рисунка (средний ряд на рис. 1.1), которая представляет собой исходную форму, по ширине и длине соответствующую исходному материалу. Разработанные к настоящему времени геометрии армирования позволили отказаться от послойной сборки материала волокна сплетают в трехмерные структуры (нижний ряд на рис. 1.1). В некоторых случаях уже на этой стадии можно задать фор гу изделию из композита. Выбор среди возможных типов армирования осуществляется на основе экономических соображений и требований, предъявляемых к работе изделий. [c.9]

В монографии представлены результаты теоретических и численных исследований, выполненных авторами в области механики и вычислительной математики слоистых тонкостенных анизотропных оболочек, а также неклассическая математическая модель нелинейного деформирования тонкостенных слоистых упругих композитных пластин и оболочек, отражающая специфику их механического поведения в широкой области изменения нагрузок, геометрических и механических параметров, структур армирования. Предложен и реализован эффективный метод численного решения краевых задач неклассической теории многослойных оболочек, основанный на идеях инвариантного погружения. Получены решения задач начального разрушения, устойчивости, свободных колебаний слоистых конструкций распространенных форм — прямоугольных и круговых пластин, цилиндрических панелей, цилиндрических и конических оболочек. Дана оценка влияния на характеристики напряженно-деформированного состояния и критические параметры устойчивости таких факторов, как поперечные сдвиговые деформации, обжатие нормали, моментность основного равновесного состояния, докритические деформации. Проведены систематические сравнения полученных решений с решениями, найденными при использовании некоторых других известных в литературе неклассических моделей, в том числе и в трехмерной постановке. [c.2]

Таким образом, синтез ортотропных пространственно армированных гибридных структур возможен не только способом ортогонального армирования композита, но и (при Л = 4, 8, 12,...) посредством трехмерной симметричной сбалансированной укладки. [c.58]

С целью изучения влияния природы волокнистого наполнителя на структуру полиэфирного армированного пластика в нашей работе был применен метод электронной микроскопии с использованием растрового электронного микроскопа (РЭМ), который позволяет получать почти трехмерное изображение исследуемой поверхности и исключает трудоемкий метод приготовления реплик с поверхности цри использовании электронного микроскопа просвечивающего типа. [c.100]

Зависимость прочности при сдвиге от указанного технологического фактора четко не обнаруживается — в случае равномерного распределения волокон имеет место заметное повышение ее значений, а при неравномерной укладке — некоторое снижение (см. табл. 6.6, тип 1 и 2). Наибольшее влияние на эту характеристику оказывает тип матрицы. Композиционные материалы с пироуглеродной матрицей имеют значительно большие показатели сдвиговой прочности, чем материалы на основе пековой матрицы (см. тип 1А и 3). Усложнение трехмерной структуры армирования способствует повышению их межслойной [c.178]

Особенности моделирования трехмерных структур армирования. Рассмотренные в предыдудтем параграфе регулярные [c.51]

Структура армирования, определяемая соотношениями (1.126), (1.127) и (1.129), при N = Ъ является простейшей нетривиальной трехмерной структурой армирования, обеспечивающей в случае физически однородного композита монотропию его деформатив-ных характеристик (рис. 1.9). Выпишем далее выражения для Л композита рассматриваемой структуры армирования [c.59]

N=3) структуры армирования в плоскостях х, г/ , у, г) и х, г соответственно, образуемые тремя семействами армирующих элементов, которые обеспечивают изотропию деформативеых характеристик в плоскости армирования 5 — трехмерная (Л = 4) структура армирования, образуемая укладкой арматуры параллельно пространственным диагоналям куба. Легко видеть, что для указанного набора элементарных структур предельное значение /(=2—3, причем /С=2 в тех случаях, когда в структуре армирования пластины имеется элементарная структура 5 и одна из структур с N = 3. [c.242]

Трехмерные материалы могут быть любой толщины в виде бл оков, цилиндров. Объемные ткани увеличивают прочность на отр ыв и сопротивление сдвигу по сравнению со слоистыми. Система из четырех нитей строится путем расположения упрочнителя по диагоналям куба. Структура из четырех нитей равновесна, имеет повышенную жесткость при сдвиге в главных плоскостях. Однако создание четырехнаправленных материалов сложнее, чем трехнаправленных. Зависимость механических свойств композиционных материалов от схемы армирования приведена на рис. 223. [c.476]

Для изготовления ЬСМ, применяемых при температурах ниже 200 °С, используют полимерные матрицы. К таким композитам относятся стеклопластики, армированные короткими стеклянными волокнами в матрице из полиэфирной смолы. Стеклопластики применяют для изготовления корпусов автомобилей, лодок, некоторых бытовых приборов. В качестве матриц также используют термореактивные полимеры, в которых поперечные связи между основными цепями формируют жесткую структуру с трехмерной сеткой. Такими полимерами являются эпоксидные смолы, которые благодаря поперечным связям имеют более высокую термостойкость. На рис. 28.5 схематически показан способ изготовления такого композита. Волокна сматывают с бобин, подвергают поверхностной обработке, улучшаюш ей адгезию, протягивают в ванну, где их покрывают полимерной смолой. Смола скрепляет воловша в плоский жгут— ленту. Готовые ленты собирают в слоистый листовой материал (аналог фанеры) или же наматывают в более сложные формы. Собранный в листы или намотанный материал отверждают термообработкой. Слои можно накладывать поочередно с разным направлением волокон и формировать в композите клетчатую структуру арматуры. Это придает материалу жесткость. [c.869]

Определение упругих характеристик. Упругие характеристики композитов, армированных системой трех нитей, могут быть рассчитаны по двум вариантам. В первом последовательность расчета констант двухмерно-армированной среды с трансверсально-изотропной матрицей сводится к расчету контакт однонаправленной среды с ортотропной матрицей.При таком подходе происходит последовательное сглаживание неоднородности в структуре материала вследствие модификации свойства матрицы. Условия совместной работы компонентов трехмерно-армированного материала сводятся к условиям деформирования однонаправленной структуры с анизотропной матрицей. Во втором варианте расчетная модель материала представляется слоистой средой [9], составленной из ортогонально армированных слоев, упругие характеристики которых определяются с учетом коэффициентов армирования всего материала. Соединение слоев осуществляется по принципу приравнивания деформаций в плоскости, параллельной слоям, и равенства напряжений в плоскости, перпендикулярной к слоям. Оба варианта предусматривают модификацию свойств матрицы за счет устранения одного из направлений армирования перпендикулярно плоекости слоя. [c.284]

Особенности свойств трехмерно-армированных (ЗД) углерод-углеродных композитов. О преимуществах и недостатках углерод-углеродных материалов ЗД по сравнению с обычными традиционными полимерными материалами аналогичной структуры можно судить по данным табл. 9.18. Эти данные получены на пространственно армированных материалах, каркас которых был создан системой трех вза имно ортогональных волокон [10]. В качестве арматуры для их изготовления использовали жгуты углеродны волокон с модулем упругости 2Х X 10 МПа и прочностью 3-10 МПг. Материалы, изготовленные на основе [c.292]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...