Компонент деформаций

Компоненты композита — Выбор 246 Конечный элемент —- -Вычислительные .программы. 14.

Благодаря различным видам симметрии структуры среды число независимых упругих модулей в практически встречай' щихся случаях обычно меньше 21. Плоскостью упругой симметрии называется плоскость, при отражении относительно которой закон связи напряжений с деформациями не меняется. Если упругие свойства не меняются при повороте вокруг некоторой оси, то эта ось является осью упругой симметрии. В компози* ционном материале симметрия может или иметь место в малом, т. е. для упругих свойств в окрестности некоторой точки, или быть свойством композита в целом и обусловливаться его структурой. Здесь мы рассмотрим случай, когда компоненты композита изотропны, т. е. для каждого отдельного компонента любая прямая является осью симметрии, анизотропия же проявляется лишь для среды в целом.

Изложенная выше теория эффективных жесткостей основана на построении плотностей энергии деформации и кинетической энергии и последующем применении принципа Гамильтона. Если компоненты композита не являются идеально упругими, то при

Проиллюстрируем это при помощи рис. 2.1, на котором показаны волокна карбида кремния в пиролитической графитовой матрице (PG/SiC — материал для высокотемпературных покрытий) при разных степенях увеличения1). На рис. 2.1,а при максимальном увеличении компоненты композита различимы каждый в отдельности. Поэтому на данном уровне рассмотрения можно говорить о свойствах каждого компонента. Волокна, например, являются хрупкими и характеризуются определенным статистическим распределением прочности и геометрией поперечного сечения. Подобная информация о составных частях материала позволяет определить

Композиционные материалы, или композиты, в широком смысле понятия — это материалы, состоящие из двух и более химически разнородных веществ с четкой межфазной границей, обладающие свойствами, которых не имеет ни один из компонентов композита. Компоненты композита называют матрицей и наполнителем [80].

Если в композите реализуются первые два типа связи, то такой материал, как правило, структурно стабилен, и длительное пребывание при высоких температурах не приводит к существенному изменению его свойств. Если же компоненты композита взаимодействуют между собой по третьему типу, то эксплуатация композита при повышенных температурах вызывает существенные структурные изменения в нем, появление новых фаз, изменение свойств (охрупчивание, снижение прочности, изменение электро- и теплопроводности, коррозионной стойкости и др.). Поэтому важно уметь управлять межфазным взаимодействием в композитах и тем самым воздействовать на их структурную стабильность.

30. Композит должен работать при очень высоких температурах в агрессивной среде и быть устойчивым при нагрузках на сжатие. Выберите компоненты композита и схему армирования. Обоснуйте ответ.

Если в матрицу вложены включения с различными свойствами q типов, то композит называется (^+1)-компонентным. Если компоненты композита примыкают друг к другу параллельными слоями, то такой композит называется слоистым. Каждая поверхность раздела такого композита, т. е. поверхность сопряжения двух компонентов, описывается в специально выбранной системе координат уравнением 2-const.

В теориях смесей предполагается, что в каждой точке среды одновременно находятся все компоненты композита. С математической точки зрения эта теория описывается мультиполями перемещений, т. е. в каждой точке среды имеется несколько векторов перемещений, каждый из которых описывает поведение определенного компонента среды.

В § 2 гл. 1 было показано, что обобщенное решение задачи МДТТ автоматически удовлетворяет условиям (7.1) на каждой поверхности, разделяющей компоненты композита.

Тогда сохраняются выражения для плоских тензора упругих по-датливостей нулевого приближения (4.11) и эффективного тензора упругих податливостей (4.12) (см. также приложение V)'. Если все компоненты композита изотропны

Тогда для компонент деформаций получим

•Формула (16) дает три уравнения для определения четырех компонент деформаций ((еп), (е22), (е^}, (е\,}}. He ограничивая

•общности, можно осуществить нагружение композита так, чтобы, например, имело место (еп} = (***} = 0. Это соответствует сжатию или растяжению в направлении оси х3 объема, заключенного между жесткими стенками, параллельными осям х\ и jc2. В этом случае равенство (16) сводится к трем соотношениям для двух компонент деформаций. Разрешая каждое из них относительно величины (4)}/(4)) и приравнивая результаты, получаем

В отличие от полиномиальных критериев критерий наибольших деформаций (или напряжений) пренебрегает любым совместным влиянием различных компонент деформаций (или напряжений) на вид предельной поверхности. В соответствии с этим критерием поверхность прочности представляет собой огибающую области, описываемой неравенствами:

Регистрация компонент деформаций в процессе циклического деформирования с заданными перемещениями сильфонного компенсатора, выполненного из материала Х18Н10Т, позволила установить слабо выраженное перераспределение деформации от цикла к циклу (см. рис. 4.1.2).

Находятся приращения компонент деформаций ползучести и связанных с ним нелинейных составляющих усилий и моментов (12). Найденное напряженно-деформированное состояние итерируется до тех пор, пока не будет выполнено условие (24). При этом учитывается и изменение пластических деформаций, вызванных изменением напряжений. Затем дается новое приращение по времени и процесс повторяется до тех пор, пока ^тек = ?эадан> где гтек = 3 А^т-

Нелинейный компонент деформаций определяется в соответствии с формулами (1.20):

где [Т*] — матрица преобразования для матричных компонент деформаций, имеющая следующий вид:

кроме того, примем, что в любой точке пространства компонент деформаций существует единственная матрица коэффициентов упругости в приращениях

Тогда для компонент деформаций получил!

Вскоре после этого мы совместными усилиями с Андерву-дом и Кендаллом [37, 38] исследовали вопросы физической достоверности. Здесь мы отметим, что Андервуд и Кендалл обладали уникальным экспериментальным оборудованием, с помощью которого они имели возможность независимого измерения двух компонент деформаций в образцах, находящихся в условиях плоского напряженного состояния. Пользуясь муаром» они измеряли линейные деформации в плоскости образца, а при помощи интерферометрии — деформацию утончения пластины. Разумеется, возможность провести сравнение была неотразимой и в большинстве случаев успешной.

Рекомендуем ознакомиться:

Количество работающих

Количество расплавляемого

Количество растворителя

Количество сборочных

Количество соединений

Карбюраторные двигатели

Количество связанной

Количество свободного

Количество типоразмеров

Меню:

Главная страница Термины