химический каталог




Углеродные волокна

Автор С.Симамура

го

вектора зависит от соотношения всех компонент напряжений при сложном напряженном состоянии. Величина вектора определяется схемой

ориентации волокон. Следовательно, при сложном напряженном состоянии слоистого пластика с некоторым углом взаимной ориентации волокон существует такая схема ориентации, при которой вектор ОР принимает максимальное значение в рассмотренных выше прямоугольных

координатах. Максимальная величина вектора ОР характеризует оптимальный с точки зрения прочности угол взаимной ориентации волокон.

Для определения этого угла сначала вычисляют значения прочности при

различных углах ориентации волокон и затем выбирают такой угол, при

котором для данного отношения напряжений вектор ОР принимает максимальное значение. На рис. 5.12 и 5.13 приведены оптимальные углы

взаимной ориентации волокон соответственно для двухосного растяжения и сложного напряженного состояния при комбинации сдвигового

напряжения с напряжением растяжения или напряжением сжатия [6] . T

Прямые линии на рисунке показывают направления, соответствующие А

определенному соотношению напряжений; в скобках приведены значе- I

ния оптимального угла ориентации волокон, соответствующего этому J

соотношению напряжений. Обобщающие кривые на рисунках получены и

путем объединения точек, соответствующих максимальной прочности Ж

для каждого из направлений с фиксированным соотношением напря- Ж

жений. Ш

На рис. 5.14 приведены кривые удельной прочности слоистого пластика, имеющего оптимальный угол взаимной ориентации волокон, а также хромоникельмоггибденовой стали и алюминиевого сплава, находящихся в двухосном напряженном состоянии. Кривые удельной прочности металлических материалов получены с использованием критерия Ми-зеса и значений, приведенных в табл. 5.2. Из рисунка видно, что углепластики могут обладать большей удельной прочностью, чем металлические материалы.

Глава 5 Щ

Расчеты характеристик углекомпозитов

Хромоникепьмолибдено- Алюминиевый

вая сталь сплав

Таблица 5.2. Характеристики материалов для сравнения их удельной прочности

882 7,85

235 2,8

Характеристика

Предел текучести, МПа

Плотность,г/см3

Рис. 5.15. Вращающийся стержень.

стержня / с ростом величины ojp будет увеличиваться допустимая угловая скорость сод. Так как величина ojp соответствует удельной прочности, то по мере ее увеличения будет расти и допустимая угловая скорость. Следовательно, для изготовления изделий, вращающихся с большой скоростью, целесообразно использовать армированные пластики, обладающие высокой удельной прочностью.

Рассмотрим прежде всего случай вращения кольца, изготовленного из изотропного материала с равномерной толщиной. Обозначим внутренний радиус кольца гд, внешний - (рис. 5.16). Если кольцо вращается вокруг оси, проходящей через его центр О, с угловой скоростью со, то в нем возникают ташенциальные напряжения ов и радиальные напряжения ог Как показано на рис. 5.17, напряжение Од возрастает по мере приближения к внутреннему краю кольца и снижается в направлении к внешнему краю. Напряжение ог достигает максимума в центральной точке между внешним и внутренним радиусами и равно нулю на внешнем и внутреннем краях кольца [7] . Напряжение стд существенно больше, чем напряжение оу. С учетом такого распределения напряжений целесообразно применить метод армирования кольца путем укладки волокон с ориентацией в тангенциальном направлении. На практике ia-кое кольцо изготавливают из стеклопластика методом намотки [8] . Однако разрушение изготовленных таким образом колец с однонаправленной структурой происходит при значительно меньшем числе обороТЕ. 5.16. Вращающееся кольцо постоянной толщины.

192

Глава S

Расчеты характеристик углекомпозитов

193

Рис. 5.17. Распределение напряжений во вращающемся кольце постоянной толщины.

тов, чем то, которое получается из расчета с использованием в качестве критерия прочности тангенциальных напряжений. В этом случае более важную роль играют меньшие по величине радиальные напряжения, так как они действуют поперек волокон. В этом направлении прочность стеклопластика значительно ниже, чем в тангенциальном (вдоль волокон) .0 Поэтому армирование дисков волокнами только в тангенциальном направлении не дает требуемого эффекта.

Для компенсации этого недостатка стремятся повысить прочность вращающихся колец путем введения в них слоев армирующих волокон с различными механическими свойствами [9 — 11] . Основная цель при этом — уменьшить напряжения и снизить деформации в радиальном направлении. Напряжения снижают благодаря использованию во внешней части кольца легких материалов, а для уменьшения деформаций повышают жесткость внешней части. Это может быть достигнуто, например, путем армирования внешней части волокнами, обладающими высоким удельным модулем упругости. В качестве примера изменения типа армирующих волокон в радиальном направлении можно привести кольца, внутреннюю часть которых получают методом намотки стеклянных волокон, а внешнюю часть - углеродных [9]

страница 50
< 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
scher-khan magicar 7 купить
studentsport.ru в тюмени
г. москва, 65 км мкад, тц синдика
заказ паспортов строительных объектов

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
(08.12.2016)