Анизотропия характеристик упругости

Оптимальное конструирование изделий требует полной информации об анизотропии характеристик упругости и прочности материалов при различных напряженных состояниях. [c.4]

ДИАГРАММЫ АНИЗОТРОПИИ ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГОСТИ ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.70]

По данным п. 2.6 и по формулам, приведенным в п. 2.2, рассчитаны координаты точек для построения поверхностей анизотропии характеристик упругих свойств древесины. Числовые значения координат точек этих поверхностей, т. е. величины характеристик упругости в направлениях, различно ориентированных по отношению к трем осям симметрии древесины, даны в табл. 2.14—2.17. Диаграммы анизотропии построены в декартовых координатах. В соответствии с принятым на рис. 2.12 обозначением углов на всех диаграммах направление оси х совпадает с направлением волокон а при 0=0 и ф = 0, с радиальным направлением г при 0 = 0 и Ф =90° и с тангенциальным направлением 1 при 0 = 90° и ф = 0. [c.71]

Судя по данным табл. 2.12, береза, ель и сосна отличаются наибольшей анизотропией модуля упругости, а дуб — наименьшей. Результаты вычисления и пространственные диаграммы анизотропии характеристик упругости Ex, Gx y , Их у и Кг х для дуба представлены в табл. 2.18—2.21 и на рис. 2.19—2.22. [c.74]

Экспериментальное определение характеристик упругости анизотропных стеклопластиков для основных (главных и диагональных) направлений и последующий расчет их величин для произвольных направлений дают такую информацию. Графическое представление этой информации может быть осуществлено с помощью пространственных диаграмм. Пространственные диаграммы анизотропии характеристик упругости позволяют изобразить эти данные Б наиболее наглядном виде. [c.90]

ПОВЕРХНОСТИ И ДИАГРАММЫ АНИЗОТРОПИИ ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГОСТИ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ [c.94]

Направление смещения и атомов решётки в кристалле в общем случае не совпадает с направлением действия внешней силы F из-за анизотропии характеристик упругости / рис. 1). [c.292]

Т.е. отношение в правой части последнего равенства, определяемое из экспериментальных данных, является мерой анизотропии характеристик упругости материала объекта. [c.256]

Кручение круглых анизотропных стержней исследовано в [76, 77, 79, 169, 235]. С. Г. Лехницким [79] получено решение для стержня с цилиндрической анизотропией при упругих характеристиках, зависящих от радиуса по степенному закону. Им же в [76, 77], а также в [235] рассмотрен более сложный случай, когда в цилиндрически анизотропном стержне модули сдвига зависят не только от радиуса, но и изменяются по длине стержня. Эта задача сводится к определению функции напряжений из уравнения [c.79]

Для характеристик упругих и прочностных свойств пластиков характерен больший разброс, чем у металлов. Они определяются старением материалов, гигроскопичностью, температурой, анизотропией свойств, неоднородностью структуры вследствие довольно часто несовершенной технологии. [c.313]

Анизотропные материалы обладают различными свойствами в разных направлениях [1—4]. К их числу относятся, например, волокна, древесина, ориентированные аморфные полимеры, материал деталей, получаемых литьем под давлением, волокнистые композиционные материалы, единичные кристаллы и кристаллические полимеры с ориентированной кристаллической фазой. Очевидно, что анизотропные материалы более распространены, чем изотропные. Однако если анизотропия выражена слабо, часто ею можно пренебречь. Для характеристики упругости анизотропных материалов необходимо ввести больше чем два независимых модуля упругости — обычно не менее пяти или шести. Точное число независимых модулей определяется типом симметрии вещества [1—3]. [c.35]

Характеристики упругости анизотропных сред являются компонентами материального тензора четвертого ранга в трехмерном пространстве. Их преобразование при повороте осей координат происходит путем суммирования произведений, содержащих множителями по четыре косинуса углов поворота осей. Число компонент материального тензора зависит от симметрии среды (расчетной схемы анизотропии материала), а величина компонент непосредственно характеризует упругие свойства материала. [c.9]

Из формулы (2.9) можно получить выражения для характеристик упругости, представленных в табл. 2.4, в зависимости от некоторого числа исходных характеристик, определяемых в осях симметрии материала. Число этих исходных (независимых) характеристик определяется симметрией среды, т. е. расчетной схемой анизотропии материала. [c.37]

В справочнике приведены диаграммы и поверхности анизотропии для различных конструкционных материалов. В тех случаях, когда не оказалось достаточного числа исходных характеристик для построения поверхностей, приведены графики (в декартовых координатах) или кривые (в полярных координатах) для одной из плоскостей симметрии материала. Диаграммы, поверхности и кривые строятся в этой главе для характеристик упругой деформативности, а в главе 3 и для характеристик прочности материалов по той же методике. При этом используются экспериментально определенные характеристики материала в главных и диагональных направлениях и аналитически подсчитанные их величины в промежуточных направлениях. [c.60]

Упругость фанеры. Исследованию анизотропии упругих свойств фанеры посвящен ряд работ советских и зарубежных авторов. Данные для фанеры получены только в плоскости листа, а для некоторых марок ДСП существуют экспериментальные данные о полном комплексе упругих постоянных [16]. В табл. 2.13 приведены результаты экспериментального определения характеристик упругих свойств некоторых марок фанеры в направлениях осей симметрии и в диагональном направлении в плоскости листа. Данные по фанере марки ФСФ (ГОСТ 3916—69) приведены в [3]. [c.70]

Рассмотрение пространственных диаграмм анизотропии, представленных на рис. 2.29—2.64, показывает, как изменяются характеристики упругости стеклопластика в зависимости от схемы его армирования и технологии изготовления. [c.107]

Независимыми являются пять характеристик упругости. Анизотропия модуля Е одинакова в вертикальных плоскостях 0 = О и ф = 0. Диаграмма на рис. 2.29 имеет симметричный вид, а минимальным является модуль в направлении, перпендикулярном волокнам. [c.126]

В работе [5] показано, что анизотропия упругих свойств получила практическое применение в часовых пружинах. Отмечена необходимость исследования характеристик упругости не только в продольном и поперечном направлении, но и в диагональном. [c.132]

Исключение из этой практики уже отмечалось выше в одном случае, когда высота модуля обладала известным преимуществом, а именно для таких тел, как шелковая нить Вебера или органическая ткань Вертгейма и т. п., для которых определение диаметра затруднительно или невозможно, но для которых плотность известна. В этом случае высота модуля является относительной мерой свойств. Дюло ввел в качестве характеристики упругости удлинение единичного куба под. действием единичной нагрузки, которая использовалась затем в течение полувека как определение упругости Саваром и Массоном в 30-х и 40-х гг. XIX века, а так- же в более удобной форме Купфером в 50—60-х гг. того же века. Эта формулировка позволяла вычислять Е прямо из экспериментальных данных, ио сама по себе, разумеется, не приводила к обобщению определяющих уравнений линейной упругости на сложное напряженное состояние или анизотропию. Дюло, проводившего эксперименты в 1812 г., можно не подвергать этой критике, так как 20-е гг. XIX века еще должны были только наступить, но Массон, Савар, Купфер и Другие с 1837 по 1870 г., несомненно, были более ограничены в понимании тогО большого теоретического развития, которое имело место в упругости в течение указанного промежутка времени. [c.255]

Анизотропия характеристик разрушения обусловливается либо наличием преимущественных кристаллографических ориентировок (вследствие анизотропии монокристаллов), либо волокнистым строением металлических изделий при наличии в структуре вытянутых хрупких структурных составляющих и включений. При растяжении вдоль включений (вдоль направления горячей деформации) их влияние до образования шейки проявляется слабо, главным образом, за счет концентрации напряжений около контура включений. После образования шейки, в результате возникновения объемного напряженного состояния, ослабляющее влияние включений проявляется сильнее за счет воздействия на них поперечных напряжений. В случае растяжения в поперечном направлении включения существенно уменьшают эффективное рабочее сечение образца, и их влияние проявляется уже в упругой области и на стадии начальной пластической деформации и может произойти хрупкое или малопластичное разрушение вследствие воздействия растягивающих напряжений по поверхности металл — включение. [c.336]

В общем случае анизотропии деформативность упругого тела характеризуется 21 независимой постоянной. Однако армированные пластики, как правило, обладают определенной симметрией механических свойств. Симметрия строения позволяет уменьшить число определяемых характеристик. В зависимости от целей, т. е. типа конструкции, для которой предназначен материал, и характера действующих нагрузок число исследуемых характеристик может [c.29]

При сложном напряженном состоянии пластическая деформация приводит к изменению всех упругих характеристик материала, при этом первоначально изотропный материал становится анизотропным. Совокупность этих эффектов называют деформационной анизотропией. [c.264]

Высокие технологические характеристики подтверждены ультразвуковыми исследованиями, показавшими достаточно плотную структуру сплавов, хотя анизотропия упругих характеристик достигает 15%, свидетельствуя об анизотропии теплофизических и электромагнитных слоиста, что следует учитывать при дальнейшей обработке слитков. [c.100]

Все другие механические свойства в большей или меньшей степени структурно, чувствительны и анизотропны. Резкая анизотропия упругих и других механических характеристик присуща многим неметаллическим материалам, что определяется их ориентированным строением. Некоторая анизотропия свойственна и большинству металлических материалов. Уровень прочности, пластичности, выносливости и характеристик разрушения обычно в продольном направлении относительно оси деформации полуфабриката выше, чем в поперечном. Однако для некоторых, например титановых, сплавов характерна обратная анизотропия. Наблюдается значительная разница в пределах текучести при растяжении и сжатии у большинства магниевых деформируемых сплавов [c.46]

АНИЗОТРОПИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ. Наиболее тесная корреляция с текстурой материала имеется у тех свойств, которые можно выразить тензорами четвертого ранга. Из механических свойств к ним относятся упругие характеристики. Как правило, характеристики, связанные с пластическим течением, только качественно коррелируют с текстурой. Однако для упругих свойств однозначные общие закономерности установить трудно. В ряде [c.292]

Схема армирования обусловливает анизотропию характеристик упругости в плоскости армирования ху, а вид связующего и технология отверждения — их анизотропию в трансверсальных плоскостях xz и yz. Изменение модуля упругости Ex в плоскости армирования представлено кривыми Ех — Еу (при 0 = 0). Для однонаправленного стеклопластика характерна трансверсальная изотропия свойств в плоскости, перпендикулярной направлению волокон х, поэтому диаграмма на рис. 2.29 имеет симметричный вид. При армировании с соотношением волокон 2 1 (см. рис. 2.37) такая симметрия нарушается. Изменение Ex в плоскости армирования (при 0 = 0) имеет минимум, положение которого зависит от соотношения волокон. Анизотропия Ex [c.107]

Анизотропия упругих свойств пластмасс, армированных другими волокнами, например бора или графита, аналогична анизотропии стеклопластиков и определяется расположением волокон в материале. Некоторые данные по анизотропии характеристик упругости однонаправленной эпоксидной композиции, армированной борными волокнами, приведены в работе [14, рис. 8.3, с. 267 ], а Для нескольких композиций, армированных борными и графитовыми волокнами,—в работах [11], а также [19], [20, гл. 3]. [c.126]

Анализ на макроуровне предполагает, что основным структурным элементом материала является элементарный слой. Внутренние по отношению к слою микроструктурные напряжения проявляются только во влиянии на термоупругие, прочностные и другие характеристики слоя на макроуровне. Остаточных напряжений в однонаправленном материале на макроуровне не существует. Однако в слоистых материалах, армированных под различными углами, вследствие анизотропии модулей упругости и коэффициентов линейного расширения слоев, остаточные макронапряжения существуют и могут достигать значительной величины. [c.76]

Характеристики упругости. Величина характеристик упругости находится в прямой связи с величиной периода кристалли- ческой решетки н силой межатомной связи. У титана параметры кристаллической решетки больше, чем у железа, а энергия, приходящаяся на одну межатомную связь, — меньше, что и предопределяет пониженные, по сравнению с железом, значения характеристик упругости модуль нормальной упругости титана составляет —11 200 кгс/мм . У титана наблюдается заметная анизотропия модуля нормальной упругости, так как период кристаллической решетки вдоль оси с существенно больше, чем в поперечном направлении. По данным Флауэрса и О Брайена, значения [c.17]

Чтобы иллюстрировать сложность оценки только упругой анизотропии, укажем, что даже для простого случая ортотропной упругой пластинки, т. е. имеющей в каждом элементарном объеме три взаимно перпендикулярные плоскости упругой симметрии, следует учитывать в направлениях 1 и 2 (взаимноперпендикулярных) анизотропию трех упругих характеристик модулей нормальной упругости, модулей сдвига и коэффициентов Пуассона. Поэтому нельзя характеризовать упругую анизотропию только отношениями типа Е11Е2. [c.339]

Геометрически закономерное расположение атомов, образую-Ш.ИХ так называемую пространственную решетку, лежащую в основе строения каждого металлического зерна (кристаллита) предопределяет анизотропию его свойств, т. е. его разносвойствен-ность в отношении прочностных характеристик, упругости, тепло-и электропроводности и пр. Поскольку же кусок металла представляет собой конгломерат из отдельных сцементированных между собой зерен, т. е. является поликристаллом, то степень анизотропии такого куска металла зависит от того, в какой степени одинаково ориентированы в пространстве своими кристаллографическими осями отдельные составляющие его строение анизотропные кристаллиты. [c.29]

Таким образом, в настоящее время благодаря успехам экспериментальных методов, получены подтверждения основных сейсмо-акустических эффектов, связанных с флюидонасыщенностью и трещиноватостью и, в частности, с вызванной ей анизотропией. Экспериментально изучены такие эффекты как дисперсия скорости, поглощение упругих волн, гистерезис, поведение коэффициента Пуассона и его влияние на амплитудные характеристики сейсмических волн, изменение фазовых и групповых скоростей, и т.д. Выявлена доминирующая роль больших трещин в создании эффекта анизотропии параметров упругих волн. [c.41]

Отдельное направление в технологии запдаты деталей представляют теплозащитные покрытия, получаемые электроннолучевым испарением и конденсацией в вакууме. Получаемые вакуумным осаждением керамические покрытия имеют трещиноватую столбчатую структуру в отличие от произвольно слоистой структуры, характерной для плазменного напыления. По уровню прочности (величине предельных скалывающих напряжений) столбчатая структура ТЗП обладает более высокими характеристиками, чем слоистая, хотя анизотропия модуля упругости в текстурированной керамике выражена в достаточной степени. [c.353]

Напряжения второго рода возникают вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы, например в черных металлах, феррит, аустенит, цементит, графит обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различные. Структуры, представляющие собой смесь фаз, например перлит в сталях, а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутри-зеренные и межзеренные напряжения еще в нронессе первичной кристаллизации и при последующих прев эащениях во время охлаждения. При высоких температурах напряжения уравновешиваются благодаря пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных и третичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (из-за различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (из-за различия и анизотропии механических свойств), а также нрп наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.152]

На рис. 172 в качестве примера показана анизотропия значений сге, Е а Е, а также числа гибов п до разрушения для патенти-]юванных и холоднокатаных листов стали. Видно, что направления ЯП и ПП (угол О и 90° соответственно) характерны максимальным значениям упругих характеристик, тогда как п максимально под углом 30° к НП, а минимально в направлении ПП. [c.293]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...