химический каталог




Углеродные волокна

Автор С.Симамура

е характеристики углепластиков существенно зависят от схемы армирования и условий нагружения. Поэтому необходимо не только знать эксплуатационные условия нагружения, но и выбирать методы усталостных испытаний с учетом зтих эксилуатацион-ных условий. \

4.3. Предельные механические характеристики

При анализе критического напряжения, когда происходит переход от пластического разрушения к хрупкому, в соответствии с законами линейной механики разрушения используется значение прочности конструкционного материала при хрупком разрушении.

4.3.1. Основы теории расчете

При расчетах конструкций летательных аппаратов применяют метод допустимых напряжений, который позволяет гарантировать работоспособность конструкций. В этом методе главным критерием является значение прочности при хрупком разрушении материала.

Основные понятия линейной механики разрушения обычно применяют к гомогенным изотропным материалам. Корректность применения этой теории к неизотропным гетерогенным материалам (например, ком152

Глава 4

Свойства пластмасс, армированных углеродными волокнами

позиционным), состоящим из двух или большего числа компонентов с различающимися физическими свойствами, вызывает сомнения. Для того чтобы разработать новые методы расчета конструкций из композиционных материалов, необходимо проанализировать их характеристики при хрупком разрушении. В многочисленных научных публикациях используют простую модель композиционных материалов, основанную на гипотезе плоских сечений в многослойных пластиках. Этот подход основывается на переходе от неизотропного гетерогенного материала к неизотропному гомогенному материалу и соответствует классической теории разрушения.

4.3.2. Характеристики хрупкого разрушении

В табл. 4.9 приведены характеристики хрупкого разрушения слоистых углепластиков различных типов. На рис. 4.8 показаны соответствующие образцы с центральным надрезом или с двумя краевыми надрезами. Характеристики хрупкого разрушения вычисляли с помощью

Среднее значение

К1С

Величина Kjc для образцов с центральным надрезом

Величина Kjq для образцов с Двусторонним надрезом

Предел прочности при растяжении, МПа

Таблица 4.9. Характеристики хрупкого разрушения слоистых углепластиков (величина К1С выражена в единицах МПа ? мй) [и]а

Характеристика

Структура расположения армирующих слоев

Расчет Иэмере- Расчет Изме- Расчет Изменив рение рение

(0/±60/0/±60)s 398 21,6 28.6 37,6 32,6 29,8 30,7

(0/±45/90)s 480 26,7 25,3 40,0 35,6 34,7 31,3

(0/±36/±72)s 428 21,7 27,5 29,3 33,2 25,4 30,4

(0/±30/±60/90)4 466 25,6 31,0 24,7 33,8 25,1 32,9

(02/±45Ь 501 49,6 28,5 51,0 38,9 50,2 33,5

№„/±451, 928 47,9 39,7 61,6 64,3 54,6 52.1

(0/90),. 585 36,7 25,0 26,5 40,5 32,6 31,3

а В материалах с различной структурой расположения слоев использован один и тот же тип препрега.

а б В

Рис. 4. 8. Образцы для испытания на хрупкое раэрушяше [П ].

а — образец без надреза; 6 — образец с центральным надрезом; в — образец с двумя краевыми надрезами.(4.1)

(4.2) (4.3)

(4.4)

следующих формул (Kjg - коэффициент интенсивности напряжений)

(WtlY'Wb')-! для образцов с центральным надрезом

Л/ К

К=(1>77+0)227(2С/ТГ)-0)51(2С/ИО'+2,7(2С/И')П^ для образцов с двумя краевыми надрезами

Г= {1,98+0,36 (2С/W) - 2,12 (2С/И0>+3,42 (2C/VK)'}

Здесь <гс - предел прочности при разрушении образца с надрезом; -энергия разрушения образца без надреза; Wg - энергия разрушения образца с надрезом; Y - поправочный коэффициент, зависящий от толщины образца; С-длина надреза; С0 - приведенная длина надреза.

4.4. Прочность при ползучести

Углепластики содержат волокна с высоким модулем упругости и обладают близким к 1 отношением предела текучести к прочности при растяжении. О Поэтому обычно нет необходимости осуществлять деформирование при ползучести, прилагая растягивающую нагрузку вдоль армирующих волокон. Например, при нагрузке, составляющей 80% прочносВдоль волокон. - Прим. ред.

Глава 4

I

Таблица 4.10. Результаты испытаний на ползучесть при сжатии [1з]п

Скорость Деформация Дефор- при ползучести, 10"6

жения, ч мирова-ния при ползучести,

10-6/ц

Нагруэ- Отноше- Время ка, МПа нив при- нагру ложвн-ной нагрузки к прочности при сжатии.

90

895 70 4а _б _

1025 80 91 0,15 345

173 - 1090 85 244 0,23 530

219 0,31 590

190 85 12а — 2290

89 - 2220

197 0,25 1180

200 90 92 - 1а - 47а - 2500

''Речь идет об однонаправленном углепластике. — Прим. ред.

ти углепластика при растяжении, вероятность разрушения вследствие ползучести после 10s ч меньше 10% [12] .

Однако если направление действия нагрузки не совпадает с направлением волокон, то начинают играть роль физико-механические свойства полимерной матрицы. Поэтому для слоистых пластиков с волокнами, ориентированными в различных направлениях, следует оценивать долговременную прочность материала. При сжатии часть нагрузки воспринимается полимерной матрицей и в однонаправленном слоистом пластике, поэтому в этом случае также возникает явление ползучести.

страница 41
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Скачать книгу "Углеродные волокна" (2.73Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда авто 24 часа в москве
фирма konig
помещение удс
wizardfrost.ru

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.03.2017)