Композитов подвергнутых

При создании! любых композитов необходимо решать задачу оптимального соотношении между размерами наполнителей и их объемной долей, метиллобетоны не являются Исключением. Аналогичная задаче решается Для высоконаполненных композитов с полимерными матрицами [1], где необходимым признаком оптимальной структуры является наличие пространственного каркаса из частиц наполнителя и пленочной фшы. Частицы наполнителей в метиллобегонах также должны взаимодействовать через прослойку металла матрицы, свойства которой значительно отличаются от свойств металла в объеме. При определенной толщине прослойки начинает происходить ее контактное упрочнение, связанное с силовым воздействием поверхности гранул на матрицу, начало которого определяет максимальную толщину прослойки металле, потому испольионаине понятия «пленочная матрица» допустимо и для описания структуры в метал лобетонах.

В основе метода конечных элементов лежат фундаментальные уравнения теории упругости. При использовании этих уравнений применительно к конструкциям из композитов необходимо отметить, что 9 из 15 уравнений остаются теми же, что и при анализе конструкций из изотропных материалов, т. е. 6 уравнений связи между перемещениями и деформациями

Методом конечных элементов эффективно определяются усилия в узлах и напряжения. При применении его к конструкциям из композитов необходимо использовать элементы, разработанные для анизотропных материалов. Дальнейшие проблемы связаны с тем, что в композитных конструкциях часто требуется более детальная разбивка на элементы, поскольку хрупкость этих материалов требует более тщательного исследования напряженного состояния. Расчет методом конечного элемента является обычно неотъемлемой частью процесса проектирования конструкции из композита. С развитием вычислительных машин и численных методов предполагается еще более широкое и углубленное его использование.

При использовании микромеханики для предсказания макроскопических свойств композитов, необходимо иметь надежные данные о свойствах компонентов. Получение таких данных сопряжено иногда со значительными трудностями, например, вследствие хрупкости волокон. В работах [140, 22 ] характеристики упругих и пластических свойств компонентов были определены при испытаниях самих композиционных материалов. Этот же метод для исследования динамических свойств компонентов был использован Бертом и Чангом [26].

сидных [156] и бороэпоксидных [84] композитов. Необходимо отметить, что «размочаливание» концов наблюдается даже у образцов в виде лопаток.

При проектировании элементов конструкций из композитов необходимо учитывать и некоторые дополнительные факторы. Такими факторами являются зависимость толщины композита от объемного содержания волокон, относительный поворот слоев, межслойное расслоение, чрезмерно большие и отрицательные значения коэффициентов Пуассона, остаточные напряжения в слоистом материале, кромочные эффекты, влияние окружающей среды и т. д. Некоторые из этих факторов исследованы Чамисом [10, 13, 14]. Здесь рассмотрены влияние объемного содержания волокон на толщину композитов, относительный поворот слоев, (эффект «ножниц»), чрезмерно большие и отрицательные значения коэффициентов Пуассона и остаточные напряжения в слоистых материалах. Остальные факторы описаны кратко, однако указаны работы, содержащие более подробную информацию.

При проектировании элементов конструкций из композитов необходимо учитывать кромочные эффекты, влияние окружающей среды (температуры и влажности), нелинейность свойств материалов, ползучесть, длительную прочность, чувствительность к нагрузке и динамическую прочность. Более детальная информация, касающаяся влияния этих факторов на монолитность слоистых композитов, приведена в пятом томе сборника. Здесь автор ограничивается несколькими краткими, но достаточно общими замечаниями.

лластин, соединенных в единое целое при помощи связующего. Для корректного описания поведения таких композитов необходимо использовать трехмерные уравнения.

Рассматривая значение поверхностей раздела как фактора, определяющего механические свойства волокнистых композитов, необходимо иметь в виду два возможных подхода. Анализ проблемы может быть сведен либо к исследованию влияния состояния и прочности поверхности раздела на свойства композита в целом, либо, напротив, к исследованию влияния свойств композита в целом на поведение поверхности раздела. Ни один из этих подходов не является исчерпывающим; они взаимосвязаны, так как поведение поверхности раздела влияет на характеристики композита, а последние, в свою очередь, влияют на поведение поверхности раздела. Поскольку в большинстве глав этой книги, в основном, принят первый подход, здесь целесообразно рассмотреть поведение поверхности раздела, главным образом, с другой точки зрения.

по поверхности раздела. Керамические волокна, такие, как стекло и сапфир, очень чувствительны к дефектам поверхности, которые ослабляют материал. Удаление поврежденного поверхностного слоя травлением или полировкой в пламени восстанавливает прочность. Напротив, определяющие прочность борного волокна дефекты в основном расположены в сердцевине, и поэтому борные волокна не столь чувствительны к повреждению поверхности. (Другим фактором могут быть сжимающие поверхностные напряжения в боре.) Отсюда следует, что при изготовлении упрочненных окислами композитов необходимо значительно более жесткое ограничение степени химического взаимодействия, чем для композитов с волокнами типа борных.

ривать как параметр материала, используемый в расчетах и для контроля при эксплуатации композитных конструкций. Для анизотропных композитов необходимо дополнительное рассмотрение.

Характеристики композитов, подвергнутых отжигу большей продолжительности и при более низких температурах, а также композитов с более прочной матрицей Ti75A (предел текучести при комнатной температуре 56 кГ/мм2) приведены на рис. 11. Прочность композита отнесена к прочности неотожженных образцов и представлена в зависимости от толщины слоя диборида титана, рассчитанной на основе кинетических данных, приведенных в гл. 3. Точки на рис. 11 получены усреднением результатов до четырех измерений (в основном двух-трех). Хотя температура и продолжительность отжига образцов изменялись в широких пределах, различие в поведении образцов не наблюдается.

Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги_______89

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги_______91

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги_______93

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги_______95

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги______99

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги

•3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги______ЮЗ

3. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влаги