Ползучесть армированных пластиков

ПОЛЗУЧЕСТЬ АРМИРОВАННЫХ ПЛАСТИКОВ [c.83]

Анализ зависимости (3.22) показывает, что степень ползучести однонаправленно-армированного слоя в направлении армирования пропорциональна степени ползучести волокон Т1в, причем коэффициент пропорциональности с в случае т]в С 11а больше единицы. Это значит, что степень ползучести армированного пластика в направлении армирования всегда больше степени ползучести волокон (предполагается, что ползучесть полимерного связующего больше ползучести армирующих волокон). [c.94]

На основе этих результатов можно сделать вывод, что полимерное связующее находится в неравномерном трехосном напряженном состоянии, причем для таких армированных пластиков, как стеклопластики и боропластики, это напряженное состояние практически ие зависит от длительности нагружения. Таким образом, можно считать, что в процессе поперечной ползучести стекло- и боропластиков полимерное связующее находится в постоянном напряженном состоянии. Следовательно, в качестве закона деформирования полимерного связующего можно пользоваться зависимостью (3.9). Согласно расчетной схеме, изображенной на рис. 2.5, ползучесть всех слоев одинакова, т. е. ползучесть армированного пластика в направлении нагружения равна ползучести любого слоя. [c.102]

Дробно-экспоненциальные функции и интегралы от них про-табулированы, эти таблицы описаны и частично приведены в книге Работнова (1977). Следует заметить, что дробно-экспоненциальные функции оказались чрезвычайно удобными для описания линейной наследственности в горных породах, полимерах и армированных пластиках. Принимая ядро ползучести в виде одной дробно-экспоненциальной функции [c.581]

У большинства пластмасс значения пределов прочности и ползучести возрастают с повышением скорости деформации (см. табл. 9 и рис. 76, 77 и 78). Сказанное не относится к армированным пластикам [15]. [c.70]

Применение новых композиционных материалов с регулируемыми характеристиками состояния возможно только при условии их детального исследования. Примером таких материалов могут служить армированные пластики, представляющие композиции сверхпрочных армирующих волокон и различных связующих. Они обладают специфическими механическими особенностями, существенно, отличающимися от свойств традиционных материалов (сталей, сплавов и др.), в частности анизотропией деформативных и прочностных свойств, низкой сдвиговой жесткостью, сдвиговой ползучестью. В таких условиях известные теории и методы расчета элементов конструкций не всегда правомочны, что требует обогащения исходных математических моделей состояния. [c.3]

Наиболее перспективны для применения в качестве конструкционных материалов армированные пластики, в особенности стеклопластики. Существенной особенностью этих материалов является различие свойств арматуры и связующего. Если в обычных условиях арматура (например, стекловолокно) представляет собой упругое тело, то связующее (высокополимер) обнаруживает заметную ползучесть уже при низких температурах (О—100°С). Вследствие этого явления армированные пластики также ползут под действием на- [c.138]

Характерные свойства полимерных материалов подробно рассмотрены в работах [20—24], общие вопросы ползучести в работах [25—27], механические свойства армированных пластиков в работах [8, 28—32], причем следует выделить работы [33, 34], в которых приведены в сравнении обширные экспериментальные данные и практические выводы изучения свойств армированных пластиков. Однако следует отметить, что во многих случаях подробного и сложного теоретического анализа экспериментальная проверка остается наиболее важным этапом исследования. Анализ произведенных экспериментальных исследований ползучести и длительной прочности разнообразных по структуре стеклопластиков при продолжительности испытаний 10 000— 15000 ч позволил установить [c.22]

Уравнением (3.2) определяется ползучесть полимерного связующего в случае одноосного напряженного состояния. Однако полимерное связующее в армированных пластиках даже при простейших видах нагружения находится в сложном напряженном состоянии. При определении закона деформирования полимерного связующего для трехосного напряженного состояния используется гипотеза об упругости объемного деформирования [19], т. е. принимается, что у полимерного связующего при статическом нагружении отсутствует изменение объема во времени. [c.86]

Основным структурным элементом конструкционных слоистых армированных пластиков является однонаправленно-армированный слой. Поэтому ползучесть слоистых пластиков определяется упруговязкими свойствами и геометрией расположения отдельных слоев. В свою очередь упруговязкие свойства одно-направленно-армированных слоев определяются свойствами их компонентов. Неоднородностью строения армированных пластиков и различными деформационными свойствами компонентов обусловлена неоднородность распределения напряжений по объему этих материалов. Напряжения в компонентах различны и зависят в основном от соотношения деформационных свойств и объемных содержаний компонентов. При длительном действии нагрузки вследствие выраженного различия упруговязких свойств полимерного связующего и армирующих волокон в компонентах материала происходит перераспределение напряжений во времени. Рассмотрим три независимых случая нагружения [c.91]

Для конструкционных армированных пластиков соотношение жесткостей волокон в продольном направлении и полимерного связующего даже при кратковременном нагружении в зависимости от типа волокон меняется в пределах 20—120. При возрастании длительности нагружения это соотношение увеличивается. Боро-, угле- и стеклопластики при осевом нагружении в направлении армирования практически не ползут. Иначе обстоит дело с однонаправленно-армированными органопластиками. Этим материалом свойственна ползучесть. Полная деформация органопластика, состоящая из упругой деформации и деформации ползучести, может превышать упругую деформацию в 1,6 раза [48]. Характерной особенностью кривых ползучести органопластиков (рис. 3.6) является большая длительность достижения деформации установившейся ползучести. [c.92]

Таким образом, актуальной является проблема определения деформаций ползучести однонаправленно-армированных пластиков при нагружении в направлении армирования по деформационным свойствам их компонентов. Задача сводится к решению системы двух линейных интегральных уравнений типа [c.92]

Опуская подробности решения системы уравнений (3.17) — (3.19) при условии <Б1 (0> = ел(0 = бл(1), приведем здесь лишь конечный результат, согласно которому кривая ползучести однонаправленно-армированного пластика в направлении армирования определяется зависимостью [c.93]

Отношение деформации установившейся ползучести (ёц(оо)) к кратковременной деформации <ец(0)> характеризует степень ползучести материала и является характеристикой реономных свойств материала для заданного вида нагружения. В случае закона деформирования однонаправленно-армированного пластика при осевом нагружении в направлении армирования, выраженного в форме уравнения (3.20), степень ползучести характеризуется выражением [c.94]

Решение задачи по определению поперечной ползучести однонаправленно-армированного пластика сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений совместно с уравнениями деформирования компонентов. В дальнейшем принимаем, что волокна являются трансверсально-изотропным упругим материалом, а полимерное связующее деформируется согласно зависимости (3.1). В итоге получены зависимости [16] для определения напряжений в волокнах и в полимерном связующем в любой момент времени при длительном статическом нагружении однонаправленно-армированного слоя поперек направления армирования. [c.102]

Таким образом, деформация ползучести однонаправленно-армированного пластика при поперечном нагружении определяется уравнением [c.103]

С учетом геометрии строения однонаправленно-армированного пластика и деформационных свойств комнонентов было получено следующее выражение для определения функции ползучести однонаправленно-армированного пластика в поперечном направлении [c.103]

Поскольку 522(0) Характеризует жесткость армированного пластика поперек направления армирования при кратковременном нагружении, степень поперечной ползучести пластика определяется соотношением [c.103]

Для армированных пластиков с выраженной анизотропией волокон (например, углеродных и органических) изложенная методика определения свойств поперечной ползучести является весьма приближенной. [c.105]

Задача построения кривых поперечной ползучести по деформационным свойствам волокон и полимерного связующего с учетом переменного во времени объемного напряженного состояния компонентов решена в работе [12]. Здесь ограничимся приближенным решением, которое основано на гипотезе о постоянном значении максимальной компоненты напряжения в некотором п-ом слое повторяющегося элемента расчетной модели армированного пластика. Положение этого слоя определяется углом флг, величина которого находится из выражения [c.105]

В предыдущих разделах было показано, что в однонаправленно-армированных пластиках практически отсутствует ползучесть при нагружении в направлении армирования, но она сильно выражена при нагружении в поперечном направлении и при продольном сдвиге. Можно предположить, что при нагружении армированного пластика в направлении армирования деформации, возникающие в поперечном направлении, не зависят от длительности нагружения. Аналогичное предположение о том, что и деформации, возникающие в направлении армирования, не изменяются во времени при статическом нагружении в поперечном направлении, является выражением условия симметричности матрицы податливости однонаправленно-армированного пластика в любой момент времени. [c.106]

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

Широкое применение в технике полимерных материалов, в частности армированных пластиков, заставило заниматься вопросами ползучести и в применении к этим материалам. Существенная особенность здесь состоит в том, что при малых напряжениях связи между напряжениями и деформациями линейны, поэтому ползучесть может рассматриваться как запаздывающая или наследственная (термин Вольтерра) упругость. [c.122]

КОМПОЗИТОВ сохраняется даже при температурах выше 400 ° С. На рис. 8.4 приведены характеристики металлокомпозитов при испытании на ползучесть [8]. Как видно из рисунка, при длительном нагружении характеристики материалов снижаются незначительно экспериментальные значения расположены почти параллельно оси времени. В последние годы разработаны новые типы полимерных связующих с высокой теплостойкостью. Однако армированные пластики на их основе, например углепластики, все-таки значительно уступают по теплостойкости композиционным материалам с металлической матрицей. [c.270]

Таким образом, степень ползучести однонаправленМо-армированного органопластика г ц и пропитанной органической нити т)в практически одинакова (отличие около 1%). Следовательно, кривые ползучести однонаправленно-армированного пластика и пропитанной нити при фиксированном значении напряжения отличаются лишь масштабным коэффициентом, равным отношению деформаций пластика и нити при кратковременном нагружении [c.96]

Здесь остановимся на другой задаче — определения деформаций ползучести однонаправленно-армированного слоя, т. е. воспользуемся условием <т х>=соп81. Следует отметить, что в процессе ползучести напряжения в компонентах пластика меняются, т. е. происходит их перераспределение во времени. Таким образом, эпюры распределения напряжений сдвига в расчетном элементе пластика в момент нагружения и при установившейся деформации ползучести различны. Характер распределения напряжений сдвига в армированном пластике показан на рис. 3.8. Как видно из рисунка, в плоскости, соответствующей точке М, напряжение сдвига не изменилось. Оказывается, плоскость т является характерной для конкретного армированного пластика, и напряжение тпхт в этой плоскости постоянно в любой момент времени. Положение плоскости т определяется углом фм [c.98]

Кривая ползучести однонаправленно-армированного пластика при продольном сдвиге определяется в результате обобщения зависимости (3.29) для длительно действующего постоянного напряжения тухт. В результате получаем следующую зависи- [c.99]

Таким образом, ползучесть однонаправленно-армированного пластика согласно зависимости (3.32) и с учетом (3.33) про-гнозируется по вязкоупругим свойствам полимерного связующего. На рис. 3.9 сплошной линией изображена расчетная кривая ползучести при продольном сдвиге для фенолоформальдегидного стеклопластика. При этом были использованы следующие исходные данные 115 = 0,52 = 2,8-10 МПа Ед = = 0,36-10 МПа Ул = 0,35 л = —0,35 Рл = 0,21 сут-°-б5 Хл = = 0,17 сут-°> . На рис. 3.9 приведены также экспериментальные результаты, нолученные при напряжении сдвига <тцх>= =22,5 МПа. Хорошее совпадение экспериментальных и расчетных результатов служит подтверждением обоснованности допущений, использованных при составлении расчетных зависимостей. [c.100]

Таким образом, деформация ползучести двухнаправленно-армированного пластика в результате действия постоянного [c.110]

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]

Опытные данные известны только по стеклотекстолитам. При небольших скоростях деформирования величина кратковременной статической прочности растет довольно быстро с увеличением скорости деформирования, и в этом диапазоне наблюдается наибольший разброс показаний [80, с. 98]. С увеличением скорости деформирования до е = 0,0008 с" и выше экспериментально полученные значения прочности более стабильны и с ростом скорости деформирования возрастают незначительно. Низкие замеренные значения прочности при малых скоростях деформирования можно объяснить ползучестью материала, которая особенно сильно сказывается, когда нагрузка соответствует 0,7П . Если скорость деформирования е > 0,0008 с" , то эффект ползучести не успевает проявляться. Эти выводы о роли полимерного связующего при сжатии армированных пластиков подтверждены исс.тедованиями в довольно широком диапазоне скоростей деформирования и температуры окружающей среды [34]. [c.98]

Иное выражение зависимости функций релаксации и ползучести от времени дают различные степенные законы. В частности, для жестких пластиков, как армированных, так и неарми-рованных, эта зависимость считается (см. работы [66] и [123]) такой [c.132]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...