Сравнение волокон

Теперь поставим следующий вопрос. Пусть известно распределение прочности моноволокон, определенное на некоторой длине Lo. Требуется определить прочность пучка волокон длиной L. Если L < Lo (а для композитов, как будет показано ниже, выполняется именно это условие), то в силу вступают два противоположных фактора. G одной стороны, масштабный эффект при большом коэффициенте вариации выражен более сильно, поэтому средняя прочность на длине L растет по сравнению с прочностью, определенной на длине Ьц. С другой стороны, реализация прочности в пучке о оказывается ниже средней прочности и это снижение прочности увеличивается с ростом коэффициента вариации. Поэтому не вполне ясно, какому волокну следует отдать предпочтение, с большим разбросом прочности или с малым разбросом. Во всяком случае, предъявляемые иногда к поставщикам волокна требования ограничить дисперсию прочности некоторым узким пределом не могут считаться оправданными. [c.695]

Считаем пренебрежимо малыми в сравнении с единицей значения относительной деформации волокон и четвертую степень угла поворота касательной к оси стержня относительно оси, перпендикулярной плоскости изгиба, т. е. (du/ds) <1. Ранее считали, что (du/di) <<1, и этого оказалось достаточно лишь для получения формулы Эйлера и для того, чтобы установить наличие отличных от прямолинейной форм равновесия, тогда как амплитуда отклонения осталась неопределенной. В принятых предположениях для х получим приближенное выражение с учетом следующего упрощения [c.356]

Под второстепенными напряжениями и деформациями понимаются те, которые по сравнению с остальными, относимыми к группе основных, настолько малы, что можно пренебречь влиянием таких второстепенных напряжений и деформаций в направлении основных напряжений. Это, конечно, не означает, что второстепенные напряжения и деформации вообще из расчета выпадают исключается лишь взаимное влияние одних на другие. Иначе говоря, принимается гипотеза о связи основных напряжений только с основными деформациями. Примером могут служить методы расчета на изгиб балок и пластинок, когда при вычислении деформации продольных волокон, параллельных нейтральному слою, не принимается во внимание роль нормальных напряжений, перпендикулярных к оси балки или перпендикулярных к срединной плоскости пластинки впрочем, это не [c.131]

Волокнистое строение металла обеспечивает важные преимущества по сравнению с обычной зернистой структурой, поскольку прочность деформированного металла на разрыв вдоль волокон оказывается значительно выше, чем в поперечном направлении. [c.61]

Основой лакотканей является, как это было отмечено, различного рода ткань, выполненная методами специальной обработки длинноволокнистого сырья, называемого волокном. Для электроизоляционной техники используются различные типы волокон, в том числе асбестовые волокна, получаемые из минерала асбест довольно сложного состава. Асбестовые волокна по сравнению с органическими менее прочны и более жестки, поэтому в ряде случаев к асбестовому волокну добавляют хлопковые синтетические и другие волокна. Асбестовая пряжа применяется для оплетки нагревостойких проводов и кабелей, предназначенных для работы при температуре 50—450 °С. В электропромышленности выпускаются асбестовые электро- и теплоизоляционные ленты, шнуры, картоны, доски. [c.231]

Изменение угла наклона волокон основы в материале существенным образом отражается на кривых деформирования. Наиболее наглядно это проявляется при сравнении зависимостей о (е), приведенных на рис. 4.6, с аналогичными зависимостями на рис. 4.4, а. Композиционные материалы обоих типов изготовлены по одной схеме армирования единственным различием является угол наклона волокон основы. [c.101]

Использование высокомодульных и полых волокон не оказывает заметного влияния на кривые деформирования. Это нетрудно заметить из сопоставления кривых деформирования стеклопластиков типа С-П-21-50 с типичными кривыми для стеклопластиков С-П-17В-57 и С-П-12П-49 (рис. 4.7). На рис. 4.7 для сравнения приведены [c.101]

Кривые нагрузки и разгрузки при повторном нагружении стеклопластиков на основе высокомодульных и полых волокон, как видно из сравнения рис. 4.8 и 4.5, не имеют принципиальных отличий от кривых деформирования стеклопластика С-11-21-50. Различия в структурных схемах армирования материалов с близкими значениями углов наклона волокон основы не отражаются на характере диаграмм повторного нагружения. [c.102]

При большом объемном содержании волокон в направлении 3 по сравнению с двумя другими и высокой плотности укладки волокон направления 3 по оси 1 изменение параметра з приводит-к существенно нелинейному изменению модулей упругости и сдвига (рис. 5.12). Расчетные значения приведенных констант с учетом шага укладки волокон оказываются существенно выше, чем при расчете их по приближенным (табл. 5.2) формулам слоистой модели (см. рис. 5,12). [c.145]

При одинаковых значениях коэффициентов армирования в трех направлениях упругие свойства материалов во всех трех ортогональных плоскостях весьма близки, что иллюстрируют данные табл. 5.7, 5.8, полученные на различных типах материалов. В табл. 5.8 для сравнения включены также значения модуля упругости углепластика, определенные на образцах, имеющих случайные искривления волокон. Средний угол искривления волокон составлял 11°. [c.151]

Последовательный поворот ткани на 45 в плоскости ху способствует значительному увеличению модуля упругости прочность при растяжении и сжатии при этом уменьшается незначительно. Использование ортогональной укладки волокон с меньшим их содержанием может быть эффективно в реализации механических свойств по сравнению с прошивкой. [c.175]

Наибольшее внимание привлекают алюминиевые сплавы, армированные волокнами из бора, углерода, нержавеющей стали и бериллия титановые сплавы, армированные волокнами молибдена и бериллия, и никелевые сплавы, армированные волокнами вольфрама, молибдена и их сплавов. Данные о прочности некоторых волокон и армированных материалов приведены в табл. 156 и 157. Такие материалы наиболее перспективны для деталей, работающих в условиях, близких к одноосному растяжению, например лопаток турбин я компрессоров. Максимальные рабочие температуры этих материалов близки к температуре плавления матрицы. На рис. 465 в качестве примера показаны температурные зависимости прочности для алюминия, армированного стеклянными и кварцевыми волокнами. Для сравнения на графике приведены свойства дисперсноупроч ненного алюминия и алюминиевого сплава. На рис. 466 показана макро- и микроструктура прутка из сплава нихром, армированного волокнами вольфрама (50%). [c.640]

ГТередачи с поликлиновыми ремнями в сравнении с клиноременными имеют большую несущую способность при той же ширине ремня. Они работают более плавно, обеспечивают большее постоянство передаточного числа. В плосюй части поликлинового ремня (рис. 3.3) имеется несколько слоен прорезиненной ткани и ряд кордшнура из синтетических волокон, в профильной части рас- [c.39]

Разработаны способы ковки и штамповки обойм, обеспечивающие расположение волокон параллельно рабочим поверхностям (рис. 506, а), что дает значительное увеличение выносливости по сравнению с расположением волокон в трубчатых (вид б) или осаженных (вид в) заготовках. [c.544]

В табл. 2.4 приведены условия и результаты экспериментов по определению коэффициента внутрипорового конвективного теплообмена в пористых металлах. Для сравнения выведенные критериальные соотношения изображены на рис. 2.7. Данные, приведенные в табл. 2.4, заимствованы из работы [16]. Экспериментам были подвергнуты разнообразные проницаемые матрицы, изготовленные из порошков различной формы и размера, волокон и сеток разных металлов. Необходимо отметить, что основная часть данных получена для образцов небольшой толщины, не более 5 мм. В качестве теплоносителя в основном используется воздух и другие газы. [c.37]

ТЭК как вниду малости деформации расстояние точек балки от нейтрального волокна с погрешностью порядка деформации в сравнении с единицей можно считать неизменным t/i у . Таким образом, деформации волокон, параллельных нейтральной линии (оси OjZi), [c.340]

Напряжение изгиба возникает в ремне при огибании шкивов (рис. 8.19). По закону Гука a = Ez, где =у ах1х — относительное удлинение волокон на выпуклой стороне ремня при изгибе > тах = 0,55 и х = 0,5( +5) следовательно, диаметром шкива, поэтому можно принять [c.135]

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]

Как видно из анализа схем армирования только прямолинейными волокнами, отклонение направлений укладки волокон от однонаправленной и плоской схемы существенно снижает объемный коэффициент армирования материала. При трех взаимно ортогональных направлениях укладки волокон предельный коэффициент армирования р-пр снижается по сравнению со слоистой структурой на 25 %. Заметим, что для последней при любом числе направлений армирования характерно неизменное значение предельного коэффициента армирования Рпр — 0,785, равное коэффициенту однонаправленного материала с прямоугольной схемой укладки волокон. [c.20]

При четырех направлениях армирования, из которых три создают изотропию свойств в плоскости (табл. 1.2, схема 5), Хпр снижается по сравнению с коэффициентом армирования по гексагональной однонаправленной схеме 1 на 38 %. В схеме 5 вследствие косоугольной укладки волокон в плоскости при касании их с волокнами ортогонального к плоскости направления имеется больше свободных вакансий для заполнения связующим, чем в случае трех ортогональных направлений армирования (схема 4). В случае пространственного косоугольного армирования волокна укладываются по четырем направлениям (схема 6) параллельно каждой из двух ортогональных плоскостей с наклоном к третьей плоскости под углом Преимущество этой схемы состоит в эффективнЬм [c.20]

Случай пространственного армирования с криволинейной осью волокна (переплетение двух нитей и прямое ввлокно между ними), изображенный на схеме 14, не приводит к увеличению ргпр по сравнению с вариантом плоского искривления волокон (схема 8). Целесообразность такого армирования может быть обоснована некоторым ожидаемым увеличением сдвиговых свойств композиционного материала вдоль прямолинейных волокон, так как криволинейные волокна вслед- [c.24]

Рассмотрим случай, когда искривлены волокна одного направления, например Г, лежащие в плоскости слоя ГЗ волокна направления 2 прямолинейны. Установлено [4, 13], что материал, армированный в двух взаимно перпендикулярных направлениях большим количеством волокон, с достаточной для практики точностью можно считать квазиоднородным и ортотроп-ным. При этом два главных направления ортотропии совпадают с направлениями армирования, а третье перпендикулярно поверхности укладки волокон. Главные направления упругости изменяются, поворачиваясь параллельно касательной к линии искривления волокон (см. рис. 3.10). Если длина волны искривления мала по сравнению с размерами тела с искривлениями, то исследуемый материал можно рассматривать как обладающий квазидекартовой ортотропией с усредненными в направлении х упругими характеристиками. [c.61]

Рассмотрим для сравнения наиболее X ар актер ные сх емы, целесообраз ность которых продиктована условиями нагружения композита. Геометрические параметры пространственной структуры материала, армированного прямолинейными волокнами согласно выбранным схемам, приведены в табл. 3.11. В отличие от плоского армирования в рассматриваемых структурах выделено несколько плоскостей, параллельно которым ориентированы направления двух—четырех семейств волокон. Доля армирующих волокон, относящаяся к каждому семейству, принята одинаковой. Вследствие этого [c.86]

Погрешность этих формул по сравнению с более сложным расчетом, свободным от указанного допущения и дающим верхние оценки упругих констант, составляет при р < 0,5 менее 1 %. Модуль Юнга композиционного материала с щестью направлениями армирования по схеме 4 табл. 3.11, рассчитанный при (I = 0,35, отличается от его значения [43], рассчитанного по формуле (3.83), на 2 %, а модуль сдвига — соответственно по формуле (3.84) — на 0,5 %. Упрощение расчета за счет высокомо-дульности волокон (EJE ЮО), позволяющее сохранить в (3.83) и (3.84) лишь первые слагаемые, приводит по сравнению с данными работы [43] к заниженным на 20 % значениям модуля Юнга и сдвига. [c.90]

Расположение волокон. Некоторые типы композиционных материалов не имеют четко выраженной противофаз-ности расположения волокон в смежных элементах. Для этих материалов характерно наличие одинаковых форм искривления волокон во всем объеме и смещение искривлений по фазе в направлении оси 1 в смежных. элементах на часть периода. В зависимости от относительного смещения по фазе упаковка искривленных волокон в смежных, элеме 1тах может быть однофазной, противофазной или иметь средний характер. Приближенно оценить значения упругих констант материалов с искривленными волокнами, смещенными по фазе,. можно по моделям для композиционных материалов с протпвофазно и однофазно искривленными волокнами. Погрешность расчета может быть оценена сравнением характеристик материалов, имеющих однофазное я противофазное расположение волокон в смежных элементах. Степень и закон искривления волокон в материалах обоих типов при этом принимают одинаковыми. [c.95]

Отмеченные явления не наблюдаются при испытании образцов на сжатие, тем не менее прочность при сжатии в Направлении искривленных волокон значительно ниже, чем при растяжении. В табл. 4.9 представлены прочностные характеристики при растяжении, сжатии и изгибе типичных материалов в главных направлениях ор-тотропин. Эти характеристики имеют небольшой разброс. Значительное превышение прочностных характеристик материалов при растяжении и изгибе в направлении искривленных волокон по сравнению с прочностью при сжатии не является следствием различной чувствительности этих характеристик к искривлению волокон. В табл. 4.10 [c.112]

Как следует из сравнения значений модуля упругости, наличие- искривленных волокон в трехмерноармиро-ванных материалах существенно снижает их жесткость при растяжении и сжатии. Разброс значений их упругих постоянных незначителен (см. табл. 5.7—5.8). Анализ экспериментальных данных для всех исследованных композиционных, , материалов [c.151]

Прочность при одноосном нагружении. Представление о прочностных свойствах материалов, образованных системой трех нитей, можно получить из опытных данных, приведенных в табл. 5.11. Данные получены на двух типах трехмерноармированных стеклопластиков, изготовленных на основе алюмоборосиликатных волокон. Анализ представленных данных свидетельствует о существенных различиях в значениях прочностей при растяжении в направлениях армирования по сравнению с прочностью при изгибе или сжатии этих матери- [c.154]

Основная цель и назначение арматуры направления 3, как это было показано в гл. 1, — предотвращение расслаивания изделий из композиционных материалов в процессе изготовления или при нагружении их различного рода внешними усилиями по направлениям основного армирования. Поэтому содержание арматуры в направлении 3 должно быть, как правило, невелико. Введение арматуры в направлении 3 при предельном коэффициенте объемного армирования материала достигается за счет уменьшения ее содержания в плоскости 12, при этом fig flj,. Эффективность армирования в направлении 3 наиболее наглядно проявляется в случае сравнения характеристик трехмерноармированных и слоистых композиционных материалов, имеющих одинаковое объемное содержание волокон. [c.164]

Сравнение отношений соответствующих добавок к относительным значениям модулей упругости и сдвига композиционных материалов на основе обычных и высокомодульных волокон дано в табл. 5.21. При малом армировании в направлении 3 наибольшая эффективность в изменении упругих характеристик наблюдается для модуля упругости 3 при введении высокомодульной арматуры. В этом случае приращения значения трансверсального модуля упругости 3 оказывается значительно больше, чем снижение значений модуля сдвига Оз2. При соизмеримых коэ( ициентах армирования в направлениях укладки волокон трехмерноармированные материалы имеют преимущество перед [c.165]

Общие замечания. Нарушение сплошности и несущей способности пространственно-армированных композиционных материалов при повышенных (выше 250 °С) температурах вследствие сравнительно низкой теплостойкости матрицы ограничивает температурный диапазон их применения. Решение задачи упрочнения матрицы в целях приближения ее прочности при повышенных температурах к высокому температурному сопротивлению углеродных волокон привело к появлению углеродной (или графитовой) матрицы и композиционных материалов на ее основе. Создание нового класса высокотемпературных материалов, получивших название углерод-углеродных композиционных материалов, описано в работе [109] там же приведена библиография по этим материалам. Первоначально со.зданные углерод-углеродные композиционные материалы основывались на двухнаправленном армировании. Они обладали лучшей прочностью в плоскостях армирования по сравнению с монолитным поликристаллическим графитом, но уступали по прочности, нормальной к плоскости армирования. Переход к пространственно-армированным материалам устраняет эту проблему [108, 114, 123]. Пространственное армирование резко повышает сопротивление этих материалов к действию нестационарных температурных напряжений и абляционную стойкость. Разработке и созданию пространственно-армированных материалов на основе углеродной матрицы уделяется большое внимание [106, 107]. [c.167]

Из - сравнения характеристик материалов типа 1 следует, что равномерное распределение волокон по трем ортогональным направлениям является наиболее предпочтительным для формирования свойств углерод-углеродных композиционных материалов. Их модули упругости и сдвига значительно выше, чем у материалов с неравномерным распределением. Положительное влияние на эти характеристики оказывает и повторная гра-фитизация, что следует из сравнения данных типа 2 и варианта типа 1Б (см. табл. 6.6). [c.175]

Модифицированная матрица. Модификация матрицы может осуществляться путем усреднения свойств как волокон со связующим, так и нитевидных кристаллов. Модификация матрицы за счет нитевидных кристаллов имеет отличительные особенности по сравнению с рассмотренной модифика- [c.203]

Сопоставление ряда характеристик композиционных материалов, полученных на основе обычной и вискери-зованной арматуры (табл. 7.2), свидетельствует о преимуществах применения последней для увеличения трансверсальной прочности и межслойных сдвиговых свойств характеристик и Использование вис-керизованной арматуры приводит к повышению указанных характеристик исследуемых материалов в 1,5— 2 раза по сравнению с характеристиками материалов, изготовленных на основе обычных волокон. [c.208]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...