Искривленной поверхностью

Межслойные связи осуществляются переплетением волокон основы с прямолинейными волокнами утка. Различия в характере образования связей обусловлены способом соединения прямолинейных волокон утка как по высоте пакета, так и по направлению оси х (рис. 1.2). Слои, лежащие рядом с волокнами направления у, могут соединяться друг с другом (рис. 1.2, а, б) по всей высоте пакета слоев (рис. 1.2, в—д) и через два слоя (рис. 1.2, е). Разрабатываются и более сложные схемы армирования [43], одна из них показана на рис. 1.2, ж. В направлении оси х наряду с искривленными волокнами может быть уложена и прямолинейная арматура (рис. 1.2, е). Рассматриваемый принцип образования межслойных связей позволяет также создавать материалы с переменными свойствами по толщине (рис. 1.2, ж).

в плоскости было создано прямолинейными и искривленными волокнами.

Сравнение схем армирования с прямыми и криволинейными волокнами, согласно таблице, показывает, что повышение значения объемного коэффициента армирования у материалов с искривленными волокнами позволяет управлять упругими свойствами пространственно-армированного композиционного материала во всех направлениях. Такое управление в случае пространственного армирования одними прямолинейными волокнами ограничивается резким снижением общего объема арматуры в материале, соответствующим понижением его упругих констант и предела сопротивления при нагружении.

Повторяющиеся элементы из материала, структурные схемы которых образованы системой двух нитей, выделяются эквидистантными плоскостями у = const, проходящими между противофазно искривленными волокнами (рис. 3.4). Каждый из элементов содержит арматуру двух взаимно ортогональных направлений. Волокна, лежащие в плоскости деления, искривлены по заданному закону, перпендикулярные плоскости — прямолинейны. Смежные элементы имеют одинаковое содержание волокон и отличаются

с искривленными волокнами прямолинейные, разбиваются на структурные элементы эквидистантными плоскостями у = const (рис. 3.5). Смежные элементы имеют одинаковое содержание волокон только в направлении у, а в плоскости слоя содержание и расположение арматуры могут быть различными.

сокомодульной арматуры (?а ^> ^c)-Слой с искривленными волокнами.

где «~» сверху обозначены характеристики материала с искривленными волокнами.

3.3. Упрощенные зависимости для расчета упругих характеристик слоя с искривленными волокнами в его плоскости

Выражения для расчета упругих констант слоя с искривленными волокнами приведены в табл. 3.3. Они получены из известных формул пересчета компонент матрицы податливости при повороте главных осей упругой симметрии 13 материала вокруг оси 2 в соответствии с (3.10) и (3.11).

нены. Следовательно, материал с противофазным искривлением волокон является более жестким, чем тот, у которого искривление всех волокон направления 1 совпадает по фазе. Материал с однородным искривлением волокон ведет себя как отдельный слой, армированный искривленными волокнами; его усредненные характеристики определяют по формулам табл. 3.3. Наличие кинематического стеснения при деформировании смежных слоев не позволяет использовать указанные формулы непосредственно для расчета упругих постоянных материала с противофазным искривлением волокон в слоях. Принятая модель построения (см. рис. 3.3) позволяет исследовать свойства композиционного материала в элементарном объеме, состоящем из двух смежных слоев длиной / (см. рис. 4.1). При определении упругих постоянных вначале находят компоненты uij для двух скрепленных по длине dx слоев с учетом совместности их деформаций, а затем производят усреднение по формуле (3.10).

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 элементах 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 противофазно и однофазно искривленными волокнами. Погрешность расчета может быть оценена сравнением характеристик материалов, имеющих однофазное и противофазное расположение волокон в смежных элементах. Степень и закон искривления волокон в материалах обоих типов при этом принимают одинаковыми.

Получила применение фокусировка с помощью криволинейной пластины (активного концентратора) и линзы (рис. 1.37). Между искривленной поверхностью такого преобразователя и плоской поверхностью ОК вводят акустическую задержку, которая также играет роль линзы. Для обеспечения эффективной фокусировки пути акустических волн в линзе или задержке должны быть значитель-

Рассмотрим другие факторы, ограничивающие применение резонансного метода. Один из наиболее частых объектов применения резонансных дефектоскопов-толщиномеров — измерение толщины стенок труб. В этом случае плоская поверхность преобразователя соприкасается с искривленной поверхностью изделия на сравнительно небольшом участке. Область, в которой устанавливаются резонансы колебаний, сокращается, и высота резонансных пиков сильно уменьшается. Одновременно с продольными волнами возбуждаются волны Рэлея и Лэмба, обегающие вокруг трубы и дающие резонансы, мешающие измерению. В результате удается измерять толщину стенок труб диаметром не менее 10... 12 мм.

Рассмотрим другие факторы, ограничивающие применение резонансного метода. Наиболее часто резонансные дефектоскопы-толщиномеры применяют для измерения толщины стенок труб, В этом случае плоская поверхность преобразователя соприкасается с искривленной поверхностью изделия на сравнительно небольшом участке. Область, в которой устанавливаются резонансы колебаний, сокращается, и высота резонансных пиков сильно уменьшается. Еще одним фактором, мешающим измерению

Оболочки обладают искривленной поверхностью (рис. 4). Кривизна их может быть простой, т. е. полученной искривлением плоского листа, или смешанной, т. е. искривленной в нескольких направлениях. Так как пластикам можно придавать любую окончательную конфигурацию, то наиболее предпочтительными часто оказываются оболочки смешанной кривизны вследствие присущей им жесткости, в отличие от оболочек простой кривизны [9, 1].

Перейдем теперь к рассмотрению неравновесных границ зерен, т. е. границ, содержащих избыточные дефекты в структуре, обычно привнесенных при различных воздействиях на материал. Термин «неравновесные границы» был введен Грабским и Кор-ским еще в 1970г. [189], но его стали использовать в научной литературе значительно позже [106, 111, 146, 190-201], причем им обозначали самые разные состояния границ. Этим термином называют, например, границы с неравновесной концентрацией точечных дефектов [190, 191], границы с искривленной поверхностью [191], границы, содержащие захваченные решеточные дислокации и внесенные ЗГД [111, 146, 190-201] и т. д. При этом нужно учитывать, что любая граница сама по себе является неравновесным дефектом в кристалле, поэтому понятие о термодинамическом равновесии границ зерен в известной мере условно. Более строгое описание неравновесных границ было предложено Р. 3. Валиевым с соавторами [111, 146, 172].

Наибольшее применение получили способы фокусировки криволинейной пье-зопластиной {активным концентратором) и линзой (рис. 1.56). Между искривленной поверхностью пьезопластины и плоской поверхностью изделия вводят акустическую задержку, которая также играет роль линзы. Кроме того, применяют фазовую фокусировку (см. разд. 1.3.1)

При контакте наклонных преобразователей с искривленной поверхностью ОК (цилиндрической или сферической) призму обычно притирают к поверхности. Акустическое поле такого преобразовате-

Стандартные образцы предприятия с искусственными дефектами. СОЛ применяют в дополнение к ГСО при контроле изделий большой или очень малой толщины, с искривленной поверхностью, изготовленных из материалов со специфическими акустическими свойствами. К разряду СОП относят также многочисленные образцы с искусственными дефектами. Здесь отметим некоторые особенности изготовления образцов с искусственными дефектами [350].

Рис. 15.1. Увеличение угла раскрытия искателя в контроле с цилиндрически искривленной поверхностью; средние значения по измерениям на стали и алюминии с искателем на частоте 2 МГц, акустически подсоединенным через тонкую пластмассовую пленку и тонкий слой жндкотекучего масла. Увеличение угла' отнесено к углу раскрытия в свободном поле при плоской поверхности. Для характеристики чувствительности в эхо-импульсном режиме коэффициент увеличения нужно удвоить. Измерение проводили в дальнем ноле в воде:

Вольтера—Шварцшильда первого рода и детектор на основе микроканальных пластин с искривленной поверхностью. Несколько спектральных каналов предполагается выделять с помощью широкополосных пропускающих фильтров. Оптика этого телескопа, так же как и телескопов спутника ЕУВЕ, изготавливается методом алмазного точения с последующим нанесением слоя никеля и полировкой.

Учитывая, что радиус капли связан с упругостью пара известным уравнением Томпсона, определяющим изменение упругости пара над искривленной поверхностью (Р) по сравнению с плоской (Р0) за счет наличия свободной поверхностной энергии капли: