Удельные показатели жесткости материалов

УДЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЖЕСТКОСТИ МАТЕРИАЛОВ [c.202]

Стандартные характеристики деформативной устойчивости термопластичных полимеров, приведенные в табл. 1.3, показывают, что, хотя по абсолютным значениям модуля упругости они уступают другим конструкционным материалам, по удельным показателям жесткости при 20 °С они приближаются к этим материалам. [c.38]

Для многих силовых элементов конструкций — шпангоутов, стрингеров, плоских пластинок, цилиндрических оболочек и т. п.— условием, определяющим их работоспособность, является местная или общая жесткость (устойчивость), определяемая их конструктивной формой, схемой напряженного состояния и т. д., а также и свойствами материала. Как было отмечено, показателем жесткости материала является модуль нормальной упругости, часто называемый модулем жесткости. Среди главных конструкционных материалов наиболее высокое значение модуля Е имеет сталь, наиболее низкое— магниевые сплавы и стеклопластики. Однако оценка этих материалов существенно изменяется при учете их плотности (удельного веса) и использовании критериев удельной жесткости и-устойчивости Е у, (табл. 7). [c.112]

В книге имеется ряд таблиц, содержащих различные показатели композитов. Данные по механическим свойствам приведены в табл. 28.2 для большинства материалов, обычно используемых в авиации. Список специально предназначенных для авиации видов материалов приведен в табл. 28.3. В тех случаях, когда масса имеет первостепенное значение, следует отметить, что стекловолокниты обладают удельной прочностью, в 5—6 раз превышающей удельную прочность алюминия — основного материала, с которым обычно ведется сравнение. В тех случаях, когда требуется жесткость, принимают во внимание тот факт, что эпоксидные композиты с использованием углеродного и борного волокон обладают в 5 раз большей удельной жесткостью, чем алюминий. Композиты на основе арамидного волокна используются самостоятельно или в виде гибридного материала в сочетании с углеродным или стекловолокном, что дает наибольшую экономию масс в сочетании с промежуточной величиной жесткости. [c.544]

Основным достоинством волокнистых композиционных материалов является их необычно высокая прочность и жесткость, приходящаяся на единицу массы. Удельная прочность (отношение разрывной прочности к плотности) и удельный модуль упругости (отношение модуля к плотности) таких материалов обычно превосходят эти показатели для наиболее прочных и жестких металлов [c.262]

В выражении (4) массы сравниваемых конструкций зависят от геометрических параметров и показателей механический свойств материалов удельной прочности ajy — для конструкций, работающих на прочность удельной жесткости /v — для конструкций, работающих на устойчивость. Заметим, что отношение показателей механических свойств сравниваемых конструкций не [c.18]

Выгодность материалов с /у = onst ss 25 10 (см. табл. 17) вполне характеризуется фактором Сто,2/7, который в этом случае является уни-версальны.м прочностно-жесткостным показателем. Для материалов с иным значением Е/у фактор ао,г/7 Должен быть исправлен на отношение их удельной жесткости к /у = 25-10 например для чугунов серых — на 11/25 = 0,44, высокопрочных — на 21/25 = 0,85. [c.214]

Требования снижения металлоемкости конструкций при одновременном повышении прочности и надежности обусловливают разработку новых конструкционных материалов, среди которых необходимо выделить композиционные материалы с металлической матрицей. Учитывая широкое использование данного класса материалов при создании конструкций транспортного и химического машиностроения, ракетно-авиационной и космической техники, исследование процессов их разрушения представляет собой важную задачу механики конструкционного материаловедения. В ряду композитов с металлической матрицей особое место занимает бороалюминий — материал на основе алюминия, упрочненного волокнами бора. Бороалюминиевый волокнистый композиционный материал (ВКМ) обладает высокими удельными показателями прочности и жесткости, высокой стабильностью механических характеристик при повышенных температурах. Благодаря уникальным свойствам данного материала, его используют в несущих конструкциях космических аппаратов и авиационной техники [1, 2]. [c.224]

Композиты системы алюминий— сталь экономичны, отличаются высокой технологичностью. В связи с относительно высокой плотностью стальных проволочных волокон и относительно невысокой жесткостью сталеалюминиевые композиты по удельным показателям прочности и модуля упругости уступают материалам систем алюминий— бор и магний — бор. Тем не менее перечисленные достоинства ставят сталеалюминий в ряд наиболее реальных конструкционных композиционных материалов. В качестве матричной составляющей сталеалюми-ния применяют АД1, термически не- [c.114]

Борные волокна позволили получить первый истинно композиционный материал для авиационно-космической техники. Преимущества борных волокон состоят не только в том, что они обладают высокими показателями удельных механических свойств, но и в том, что их использование возможно в сочетании как со связующими, ранее разработанными для стеклопластиков, так и с алюминием. Поскольку авиационные конструкции обычно проектируются с учетом требований как по жесткости, так и по прочности, композиционные материалы на основе борных волокон эффективнее использовать в тех агрегатах, в которых малые деформации должны сочетаться с высокой прочностью. Борное волокно пока еще относительно дорогой материал, хотя его стоимость не столь велика, как указывается в некоторых источниках. Пауэрс [16], например, считает, что цена борного волокна до некоторой степени зависит от уровня цен и технологии получения других волокон. Относительно высокий спрос и усовершенствование процессов изготовления могли бы обеспечить снижение цены на борное волокно до 110 доллар/кг. [c.46]

Усы графита, обладая высокими показателями удельной прочности и жесткости, неустойчивы в металлических матрицах при высоких температурах. Нитевидные кристаллы металлов из-за высокой плотности обнаруживают пониженную удельную жесткость по сравнению с соответствующими характеристиками усов тугоплавких соединений (Si , В4С и др.). Усы металлов склонны к разупрочнению при переработке, несовместимы с металлическими матрицами и непригодны для армирования металлических матриц. Нитевидные кристаллы Si , AI2O3 обладают лучшей совместимостью с металлами, стойки к воздействию влаги, истиранию при переработке. Обнаруживая лучшие высокотемпературные свойства, усы Si , AI2O3 и других тугоплавких соединений являются хорошими упрочнителями композиционных материалов с металлической матрицей. [c.272]

В табл. 8 обобщены сравнительные данные для композицион-пых материалов, изготовленных с применением основных армирующих волокон. Прочность и жесткость оценены по сравнению со свойствами типичного титанового сплава Ti—6% А1—4% V. В ряде случаев они сравнены с перспективными свойствами, дости-н ение которых предполагается, если будут преодолены производственные трудности. Высокотемпературная удельная прочность относится к 600—1200° F (316—649 С), к этому же температурному интервалу относится характеристика стабильности. Четыре последних армирующих материала — бор и бор, покрытый карбидом кремния, карбид кремния и окись алюминия — располагаются в порядке возрастания плотности и снижения прочности. Однако потенциальная прочность при комнатной температуре у композиционных материалов, изготовленных из первых трех видов волокна, примерно одинакова и оценена одинаковым показателем. Значительно более высокая плотность окиси алюминия (4 г/см ) отрицательно влияет на потенциальную прочность и нсесткость композиционных материалов, изготовленных с этим армирующим волокном. [c.330]

Преимуществом наполненных термореактивных пластмасс является большал стабильность механических свойств и относительно малая зависимость от температуры, скорости деформирования и длительности действия нагрузки. Они более надежны, чем термопласты. При испытаниях на растяжение материалы разрушаются без пластического течения и образования шейки (см. рис. 13.15, б). Верхняя граница рабочих температур реактопластов определяется термической устойчивостью полимера или наполнителя (меньшей из двух). Несмотря на понижение прочности и жесткости при нагреве, термореактивные пластмассы имеют лучшую несущую способность в рабочем интервале температур, и допустимые напряжения (15-40 МПа) для них выше, чем для термопластов. Важными преимуществами термореактивных пластмасс являются высокие удельная жесткость Е/ рд) и удельная прочность а рд). По этим показателям механических свойств реактопласты со стеклянным волокном или тканями превосходят многие стали, сплавы титана и сплавы алюминия. Термореактивные порошковые пластмассы наиболее однородны по свойствам. Такие пластмассы хорошо прессуются и применяются для наиболее сложных по форме изделий. Недостаток порошковых пластмасс — пониженная ударнал вязкость (табл. 13.9). [c.393]

Боропластики — материалы, наполнителем в которых являются волокна бора, обладающие наиболее высокими показателями удельной прочности и жесткости из всех металлических волокон, пригодных для использования в качестве наполнителей. Это высокопрочные, высокомодул ьные материалы, отличающиеся высокой твердостью, прочностью, жесткостью, высокой динамической и статической выносливостью при нагружении в направлении волокон, повышенными тепло- и электропроводностью [17]. Боропластики получают всеми известными методами получения композиционных полимерных материалов [107] —намоткой, прессованием, гидровакуумным формованием и т. д. Плотность волокон бора ниже плотности стали в три раза. [c.10]

Боропластики - композиционные материалы, наполнителем в которых являются волокна бора, а связующим эпоксидная смола. Волокна бора обладают самыми высокими показателями удельной прочности и жесткости из всех металлических волокон. Боропластики имеют высокую твердости, прочность, жесткость, электро- и теплопроводность, низкую ползучесть их плотность 2,0+2,1 г/см . Боропластики обладают высоким сопротивлением усталости, стойки к воздействию радиации, воды, органических растворителей и горючесмазочных материалов. Они находят применение в авиационной, ракетной и космической технике и других отраслях промышленности. [c.421]

При этом суш,ествеш1ого повышения жесткостных характеристик (Е/р), как правило, не наблюдается. В то же время для авиационных конструкций этот показатель имеет не только не меньшее, но даже большее значение, так как главной их особенностью является тонкостен-ность, и соответственно основной формой разрушения является потеря устойчивости. С этой точки зрения большие преимущества перед рассмотренными выше материалами имеет бериллий, так как в нем с высокой удельной прочностью сочетается высокий удельный модуль упругости (см. рис. 7.6). По удельной жесткости он превосходит сталь, титан и алюминий более чем в 6 раз. К тому же температура плавления бериллия почти 1300°С. По коррозионной стойкости на воздухе бериллий не уступает алюминию. Он незначительно окисляется при температуре до 600°С. По удельной теплоемкости превосходит все другие металлы. До 500...600 С удельная прочность бериллия выше, чем у всех других известных металлов. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...