Ортогонально-армированные пластики

Рис. 1.11. Расчетная схема ортогонально-армированного пластика.

Для ортогонально-армированного пластика, нагруженного под углом ао к направлениям армирования (рис. 1.13,в), напряжения также определяются по формулам (1.64) — (1.66) с учетом того, что аь=аа+90°. [c.34]

Для ортогонально-армированного пластика, нагруженного в направлении армирования (рис. 1.13,г) А1 =А2 =0, и зависимости (1.64) и (1.65) принимают вид [c.34]

Рис. 1.15. Расчетная схема для ортогонально-армированного пластика, одноосно нагруженного в направлении армирования.

Рис. 1.17. Расчетная схема сдвига ортогонально-армированного пластика.

Ортогонально-армированные пластики [c.56]

Для описания напряженно-деформированного состояния слоистого ортогонально-армированного пластика в осях упругой симметрии (оси армирования и ось, перпендикулярная плоскости армирования) при плоском напряженном состоянии следует пользоваться зависимостями (2.6). Упругие характеристики двухкомпонентных ортогонально-армированных пластиков определяются по уравнениям (2.5) при условиях, что п=2, а mi4-m2=l. Тогда согласно (2.5) имеем [c.56]

Таким образом, упругие характеристики Л,-/ для ортогонально-армированного пластика в осях, совпадающих с направлениями армирования, определяются через соответствующие характеристики однонаправленно-армированных слоев [c.56]

Поскольку деформативные характеристики однонаправленно-армированного слоя могут быть определены не только экспериментально, но и расчетным путем — по уравнениям (2.8), (2.11), (2.13) и (2.16), по зависимостям (2.20) — (2.23) можно определить технические деформативные характеристики ортогонально-армированного пластика по деформативным свойст вам, объемному содержанию и геометрии взаимного расположения компонентов. [c.57]

Анализ зависимостей показал, что для определения модулей упругости ортогонально-армированных пластиков в направлениях армирования с погрешностью не более-2% можно пользоваться более простыми выражениями [c.57]

Таким образом, кривая ползучести ортогонально-армированного пластика при осевом нагружении под углом 45° к направлению армирования определяется функциональной зависимостью [c.112]

ПРОЧНОСТЬ ОРТОГОНАЛЬНО-АРМИРОВАННЫХ ПЛАСТИКОВ [c.153]

Как было показано выше, прн разрушении армированных пластиков их структурные элементы разрушаются неодновременно. В том случае, если первыми разрушаются волокна, которые воспринимают основную часть нагрузки, одновременно с разрушением волокон происходит разрыв материала. Если первым разрушается полимерное связующее, то до наступления полного разрыва в армированном пластике появляются микротрещины, в результате чего теряется сплошность материала. В момент потери сплошности на диаграмме <Са1> — <Е1> образуется характерный перелом. Наиболее чувствительны к потере сплошности при растяжении ортогонально-армированные пластики, нагруженные в направлении армирования. После потери сплошности всю нагрузку практически воспринимают волокна, вдоль которых приложена нагрузка. [c.153]

Расчетная схема ортогонально-армированного пластика показана на рис. 6.1. [c.153]

Из этого критерия можно определить предельную деформацию ортогонально-армированного пластика (е ) в момент потери сплошности при его растяжении в направлении оси 1 [c.154]

Другой возможной причиной потери сплошности ортогонально-армированного пластика является нарушение сцепления между волокнами и полимерной матрицей. Для составления соответствующего условия сплошности опять используем критерий (4.28). В данном конкретном случае, учитывая, что 0КР = О и <т х> = Тге = О, получаем [c.156]

При таком условии прочность ортогонально-армированного пластика при сдвиге в осях упругой симметрии практически равна прочности сдвига однонаправленно-армированного пластика с таким же относительным объемным содержанием волокон, т. е. [c.157]

Среднее сжимающее напряжение 01 в момент разрушения обозначим через Г. Слои, армированные в направлении нагружения (слои а) и перпендикулярно направлению нагружения (слои Ь), разрушаются неодновременно. Если первым разрушается слой, армированный в направлении нагружения 1, то прочность ортогонально-армированного пластика / Г определяется по формуле [c.157]

Рис. 6.3. Расчетная схема ортогонально-армированного пластика при сжатии.

Рис. 6.8. Предельные кривые прочности ортогонально-армированного пластика прн двухосном нагружении. Прямые построены по формулам

Рассмотрим случай, когда ортогонально-армированный пластик нагружен параллельно направлениям армирования, как это показано на рис. 6.10. [c.165]

Рис. 6.10. Этапы разрушения ортогонально-армированного пластика при комбинированном растяжении и сдвиге а—общая схема нагружения б—разрушение полимерного связующего в слое в—разрушение сцепления в слое Ь г—разрушение полимерного связующего в слое а а—разрушение сцепления в слое а е — разрушение волокон в слое а.

При изменении сжимающего напряжения от О до — <<(Т1 5, прочность ортогонально-армированного пластика определяется критерием типа (6.47) [c.169]

Этапы разрушения ортогонально-армированного пластика при комбинированном сжатии и сдвиге схематически показаны на рис. 6.11. [c.171]

Следовательно, по максимальной прочности пластики изотропных структур почти не уступают ортогонально армированному, но существенно превосходят его по минимальной прочности (см., например, рис. 10). [c.230]

Кроме композитов с матами из рубленой пряжи и полиэфирной смолой, в [8] исследованы некоторые другие слоистые ортогонально армированные пластики, волокна в которых уложены вдоль и поперек продольной оси образца. Два вида таких композитов состояли из тканей, погруженных в высокореактивную ортофталевую полиэфирную смолу. Одна из тканей была равнопрочная плетеная, а другая — так называемая однонаправленная ткань с соотношением количества волокон основы к волокнам утка около 10 1. [c.344]

Установлено, что коэффициенты термического расширения однонаправленного композита в осевом направлении отрицательны и малы по абсолютной величине, а в поперечном направлении принимают большое положительное значение. Совместное влияние анизотропии и низкой прочности при поперечном растяжении вызывает возникновение температурного растрескивания в ортогонально армированных пластиках в результате их охлаждения ниже температуры отверждения. [c.366]

На рис. 19 даны некоторые результаты, сравненные с результатами для стеклопластиков. Они обладают некоторыми особенностями. Заметно, что, чем выше статическая межслойная сдвиговая прочность, тем круче кривая 8 — М, т. е. тем больше эффект усталости. Межслойная сдвиговая прочность ортогонально армированных пластиков ниже прочности соответствующих однонаправленных материалов, а межслойная сдвиговая прочность композитов с волокнами типа II вьппе, чем у аналогичных композитов с волокнами типа I. [c.389]

Ортогонально-армированный пластик представляет собой слоистую композицию, состоящую из однонаправленно-армиро-ванных слоев. Это позволяет определить упругие свойства все-го слоистого композита по упругим свойствам отдельных слоев. В дальнейшем будут рассмотрены лишь материалы со сбалансированной структурой. Такие материалы не искривляются в случае осевой или сдвиговой нагрузки, и можно считать, что внешняя нагрузка распределяется между слоями пропорционально их жесткости. Слоистые пластики, в которых чередуются ортогонально размещенные однонаправленно-армированные слои, имеют девять независимых деформативных характеристик три модуля упругости в направлениях армирования и перпендикулярно плоскости армирования, три модуля сдвига в осях упругой симметрии и три коэффициента Пуассона в тех же осях. [c.56]

Таким образом, подставляя выражения (2.19) в (2.18), получаем зависимости для определения упругих свойств слоистых ортогонально-армированных материалов по техническим дефор-мативньш характеристикам однонаправленного слоя. Учитывая уравнение (2.7) и пренебрегая эффектами, возникающими в результате стеснения деформаций слоев в плоскости армирования, получаем соотношения, выражающие зависимости технических деформативных характеристик ортогонально-армированного пластика через соответствующие характеристики однонаправленно-армированного слоя [c.57]

Следует отметить, что частным случаем двухнаправленно-армированных материалов являются ортогонально-армированные пластики с одинаковым объемным содержанием слоев, ориентированных в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В этом случае оси упругой симметрии ориентированы под углом 45° относительно направлений армирования. [c.109]

С учетом того, что функции Sn t), Sis t) и See (О описываются формулами (3.45) и таким образом выражаются через функцию D t), деформация ползучести двухнаправленно армированного материала может быть выражена одной экспериментально определенной функцией ползучести полимерного связующего при осевом нагружении. В частном случае, когда а=45°, зависимостью (3.49) определяется ползучесть ортогонально-армированного пластика под углом 45° к направлению армирования. В этом случае [c.111]

Формулы (6.2) и (6.5) определяют момент разрушения слоя, армированного перпендикулярно направлению растяжения. В этот момент ортогонально-армированный пластик теряет сплошность. Одним из недостатков многонаправленно-армиро-ванных пластиков является то, что их сплошность теряется при весьма низких напряжениях а1 с, определяемых формулой [c.156]

Для определения прочности при сжатии ортогонально-армированного пластика, состоящего из однонаправленно-армиро-ванных элементарных слоев а и 6, используем расчетную схему, показанную на рис. 6.3. Прочность такого материала исследована в работе [9,с 74—81]. [c.157]

B разделе 6.1 было показано, что при растяжении ортогонально-армированного пластика обычно наблюдаются две ступени разрушения — потеря сплошности и полное разрушение материала. Сначала проанализируем условия потери сплошности. Потеря сплошности вызывается напряжениями <(Тх>а или <ах> . Средние напряжения < rj >a вызывают в полимерной матрице слоя а следующие напряжения [c.160]

Технические деформативные характеристики однонаправленно- и ортогонально-армированного пластика при приведенных исходных данных определены в примерах № 2.2 и № 2.3 =3,65 10 МПа Я =0,85 10 МПа ц= = 0,07 VII = 0,29 Оц д = 0,28-10 МПа v Lд=0.11 , = 1,77 10 МПа 2 = 2.69-10 МПа 012 = 0,28-10 МПа Г12 = 0,10 У21=0,14. [c.171]

На рис. 3, а—з показаны некоторые возможности схемы разрушения однонаправленно и ортогонально армированных пластиков, нагруженных в направлении упругой симметрии. Каждой схеме разрушения соответствуег своя-прочность, поэтому определение прочности армированното пластика при сжатии требует установления схемы разрушения данного материала. [c.8]

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]

Диаграммы деформирования при растяжении однонаправленных и ортогонально-армированных угле - и боро-пластиков, в отличие от стеклопластиков с такой же укладкой арматуры, не имеют перелома [20], что свидетельствует о сохранении сплошности материалов вплоть до разрушения [51]. При нагружении под углом к направлению укладки арматуры эти материалы ведут себя упруго в диапазоне напряжений, не превышающих [c.7]

Донг [811 получил решение уравнений обобщенной теории Доннелла, определяющее собственные частоты цилиндрических оболочек с произвольным набором ортотропных слоев и с различными граничными условиями. Узловые линии, так же как и в изотропных оболочках, образуют прямоугольную сетку. Берт и др. [37] рассмотрели аналогичную задачу на основе более точной теории первого приближения Лява. Найденные ими значения частот в общем достаточно хорошо согласовались с рерчльтатами Донга, за исключением низших частот, которые у Донга оказались завышенными. В работе Берта и др . на примере двухслойной ортогонально-армированной цилиндрической оболочки из боро-пластика проиллюстрировано влияние эффекта связанности мембранных и изгибных деформаций. Рассматривались также различные ортогонально-армированные структуры, включающие три слоя одинаковой толщины. Было установлено, что поведение оболочек, армированных по схемам О—К—О и О—О—О (О соответствует слою, уложенному в осевом направлении, К — слою, уложенному в кольцевом направлении), почти не различается. Также Мало отличаются друг от друга оболочки, армированные по схемам К—К—О и К—К—К. При всех четырех схемах армирования оболочка имеет,примерно одинаковую собственную частоту, соответствующую первому тону колебаний в осевом направлении и второму (п = 2) в окружном. При п = 1 армирование по схемам О,—О—О и О—К—О приводит к более высоким значениям частоты, а при относительно более высокие значения [c.239]

Рис. 1.12. Схема двухосного растяжения или сжатия многонаправленно- (а) и ортогонально- (б) армированного пластиков..

При наличии симметрии свойств в телах существуют определенные эквивалентные направления, для которых свойства одинаковы. Наиболее четко это проявляется именно для упругих свойств, так как пластическая деформация обычно изменяет исходную анизотропию и делает ее более сложной. Многим упруго-анизотропным телам присуща ортогональная изотропность или ортотропность, т. е. наличие в каждой точке трех взаимно перпендикулярных плоскостей симметрии свойств. Сюда относятся многие обработанные давлением металлические изделия, а также фанера и древесина (если пренебречь кривизной ее слоев), железобетон, армированные пластики и гофрированные листы при определенном расположении арматуры и направлв НИИ гофрировки. [c.327]

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]

Особым случаем разрушения армированного пластика при растяжении следует считать потерю спло-шности материала [7]. Наиболее чувствительными к такого рода разрушениям являются ортогонально a pмиpoвaнныe пластики, нагруженные вдоль одного из направлений армирования. В таких материалах разрушается полимерное связующее в слое, ар.мированном перпендикулярно направлению нагружения. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...