Критерии прочности композитных материалов

Критерии прочности композитных материалов [c.34]

Проблемы прочности композитных материалов разрабатывались многими авторами и получили в литературе всестороннее освещение. Упомянем лишь основные работы [35, 49, 79, 88, 98, 153, 175, 192, 199, 248, 255, 286, 290, 291, 320, 365, 375 ], в которых достаточно полно представлен круг основополагающих идей и подходов к установлению критериев прочности композитных материалов. [c.35]

От указанных недостатков свободен структурный подход к установлению критериев прочности композитных материалов. Это направление в механике композитных материалов, представленное работами [50, 124, 146, 168, 172, 181, 192, 195, 199, 241, 255, 267, 278, 281, 310, 343 и др.], базируется на изучении истинных напряжений элементов субструктуры, для каждого из которых принимается тот или иной критерий прочности. Истинные напряжения восстанавливаются после определения средних (по объему представительного элемента) характеристик напряженно-деформированного состояния при помощи уравнений используемой структурной модели композитного материала. Таким путем удается вычислить разрушающие интенсивности внешних нагрузок всех элементов композита и наименьшую из них естественно принять в качестве нагрузки его начального разрушения. Этот подход позволяет выявить эффективность работы связующего и армирующих элементов, указать рациональные по прочности параметры армирования и открывает пути к управлению прочностными свойствами композитных материалов. В то же время необходимо отметить оценочный характер получаемых при этом результатов, поскольку их установление базируется на анализе локальных характеристик напряженно-деформированного состояния компонентов композита, определяемых лишь приближенно. Точность определения этих характеристик из средних по представительному объему величин ограничена, с одной стороны, точностью уравнений используемой структурной модели армированного слоя, само установление которых неизбежно связано с пренебрежением рядом локальных эффектов, и с другой — наличием неучитываемых технологических дефектов — неполной адгезии, отклонений в регулярности сети волокон и т.д., также неизбежно возникающих в процессе изготовления реального композитного материала и играющих роль концентраторов напряжений. [c.36]

КРИТЕРИИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ И ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.23]

В случае неоднородных анизотропных материалов, какими являются армированные пластики, фактические напряжения в компонентах существенно отличаются от средних. Эти отличия не только количественные, но и качественные. Так, критерии прочности, разработанные для однородных анизотропных материалов, не в состоянии учитывать напряжения в конкретных слоях композитного материала, концентрацию напряжений, напряжения межслойного сдвига, начальные напряжения в компонентах и т. д. Кроме того, при одноосном нагружении (растяжении или сжатии) армированный пластик относительно средних напряжений находится в линейном (одноосном) напряженном состоянии. Фактически даже при таком простом нагружении компоненты армированного пластика находятся в плоском или объемном напряженном состоянии, и для оценки их прочности, определяющей прочность армированного пластика в целом, необходимо использовать соответствующие критерии, учитывающие фактическое напряженное состояние. Следовательно, весьма перспективным путем решения задачи прочности, учитывающим действительную работу армированного пластика, является прогнозирование прочности композитного материала по фактическим напряженным состояниям или фактическим деформациям его компонентов и контактного слоя. Математический аппарат, позволяющий решить такую задачу, в дальней шем будем называть структурной теорией прочности композитных материалов. [c.114]

В работах [4, 86, 192, 215] рассматривается оптимизация оболочек из композитных материалов по устойчивости при осевом сжатии или внешнем давлении с переменными по координатам характеристиками. В качестве критерия оптимальности используется условие минимума веса оболочки (точнее массы или объема) при ограничениях на прочность и устойчивость. [c.46]

Второе направление при построении критериев прочности композитных материалов содержит элементы структурного анализа и свободно от указанных выше недостатков. Это направление развито в работах [25, 55, 74, 92, 93, 105, 110, 161, 171, 193, 198, 200, 222, 245]. Однако в указанных работах рассматривался комнозитный материал при простейших типах напряженного состояния (чистое растян ение или сжатие, либо чистый сдвиг) случай сложного напряженного состояния не анализировался. Кроме того, приведенные соотношения не могут быть использованы применительно к изделиям, армированным песколт -кими семействами волокон. [c.24]

Существует два основных подхода к исследованию прочности композитных материалов. Первый, так называемый феноменологический, основан на рассмотрении композитного материала с точки зрения прочности как макрооднородного и анизотропного. Феноменологические критерии прочности для анизотропных материалов использовались многими авторами [12, 13, 48, 50, 51, 61, 69, 70, 77, 98, 100, 101, 103, 152, 164, 165, 201, 203, 218, 224, 225, [c.24]

Характеристики композитных материалов обычно обсуждают с точки зрения различных моделей, основанных на правиле смеси последнее является хорошим критерием прочности связи и вффективности передачи нагрузки поверхностью раздела. Поскольку этот подход принят и в настоящей главе, представляется целесообразным привести необходимые соотношения и перечислить основные предположения. Особое внимание будет уделено модулю упругости, закономерностям микродефор мации, макротекучести, пределу прочности и ползучести. [c.233]

Поскольку во всех упомянутых случаях гарантировать дости-аичгие глобального экстремума для массы или действующих нагрузок невозможно, будем называть получающиеся проекты рациональными с указанием смысла рационализации. Стандартную иостайовку решения задачи о минимуме функционала массы, и, ложенную в ряде монографий [191, 192, 215] и многочисленных статьях, обсуждать пе будем. Рассмотрим здесь вопрос о рациональном проектировании конструкций с точки зрения но-ьь[и1епия несущей способности на основе метода, тесно связанного с критерием разрушения, изложенным в 6. При этом в 1 ачестве основного критерия рационального проектирования конструкций из композитных материалов выступает требование реализации структурной прочности для всех элементов композиции [ io. 36, 47, 118, 119, 123, 126, 137, 181, 186, 253]. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...