Материала волокнами

дефекты из-за неправильного состава материала (включения, охрупчивающие примеси и т.д.);

Для тонких, но плотных включений (Ли, > 0) исследуемые нелинейные эффекты приводят к снижению чувстви-тельности обратно пропорционально Дг/д. Так, при Дц/д > 4 величина ~ 1/Д[1/д. Это обстоятельство [см. (152)] сопровождается для тонких дефектов независимостью показаний ПРВТ от материала включения (г (х,

Характерное для ОЦК-металлов повышение предела текучести в области низких температур приводит во многих случаях к включению дополнительного механизма пластической деформации — механического двойникования [5, 17, 111]. Обязательным условием начала двойникования является, как известно [111, 22], наличие определенного уровня концентраций напряжений. Такие концентрации напряжений возникают под нагрузкой на отдельных элементах структуры материала (включения, стыки трех зерен и т. д.) или могут быть обусловлены геометрической формой испытываемых образцов (галтели). Кроме того, концентрации напряжений могут возникать у вершин плоских скоплений возле границ зерен [26, 103].

Если включения размещаются в матрице случайным образом, то можно принять, что величина г* ограничена выражениями (78), GI и G2— числа, заключенные между !/э и '/з, где Vg соответствует сферической, !/з — дискообразной, а ]/е — иглообразной форме. Предположим, например, что отношение теплопроводности материала включения к теплопроводности материала матрицы а равно 100 и что из-за дороговизны материала включений мы заинтересованы в объемной доле включений, меньшей 10% (т. е. 02<0,1). Для этих значений а—1 « а и величиной v\G{ можно пренебречь по сравнению с (1 — v2)2G2. В силу последнего приближения оказывается, что геометрия

В некоторых случаях для выявления структуры материала (включения, границы зерен и т. д.) можно применять травление поверхности излома. Для этого используются те же реактивы и методы, что и при обычных металлографических исследованиях. При этом необходимо учитывать, что возможно некоторое искажение рельефа поверхности, в связи с чем излом должен быть исследован сначала без травления, а потом с травлением.

дефекты из-за неправильного состава материала (включения, охрупчивающие примеси и т. д.);

дефекты из-за неправильного состава материала (включения, охрупчивающие примеси и т. д.);

оси вращения с осью инерции, чтобы не оставалось принципиальных источников возникновения неуравновешенности. При этом не рассматриваются возможная неоднородность материала, включения и раковины в литье и т. п.

Ниже в виде функциональных зависимостей излагаются результаты исследований влияния различных теплопроводных включений на температуру внутренней поверхности ограждений. Сквозные включения. Для исследования влияния материала сквозного включения и его размеров на температуру внутренней поверхности ограждения взята конструкция, имеющая сопротивление теплопередаче

0,3; коэффициенты теплопроводности материала включения соответственно равны >-2= 0,34; 0,42; 0,53 и 1,12 ккал/м час град и Ширина включения а изменяется в пределах 0,1—0,8 от толщины стены Ъ.

стоящего целиком из материала включения. Рис. 44 дает возможность определить ^ при различных сопротивлениях теплопередаче ограждения — в пределах от #0 констр= = 1 м2 час град/ккал до К0 КонстР= 2 м2 час град/ккал.

Следует отметить, что идеализированные схемы предельного наполнения композиционного материала волокнами были рассмотрены лишь для сравнительных оценок. В реальных случаях, в силу технологических или других условий изменяются расстояния между соседними волокнами, при этом вводятся поправочные к цпр множители, отражающие при идеализации геометрии структуры степень рястредото-

ловий совместного деформирования но поверхности контакта арматуры со связующим зависит от угла армирования. В случае многонаправлениого армирования материала волокнами запись кинематических условий для компонентов усложняется. Путь существенного упрощения состоит в введении в расчет типичных элементов структуры, объединяющих семейство волокон одного или двух направлений. Деформационные свойства таких элементов рассчитывают по формулам для анизотропного тела. При этом намного упрощается запись условий совместного деформирования. Известно два подхода к расчету пространственно-армированных композиционных материалов, основанных на введении структурных элементов [25, 40, 42, 43]. Рассмотрим подробно один из них (первый по разработке), на котором построены все дальнейшие расчеты упругих свойств всех четырех групп композиционных материалов, и отметим принципиальные отличия второго.

При двухнаправленном равновесном армировании композиционного материала волокнами с углом между ними, равном 60°, интегральная оценка степени анизотропии его деформируемости равна 0,45. При армировании в шести направлениях она снижается до 0,27 (табл. 3.11, вариант 3). В случае армирования по варианту 4 степень анизотропии деформируемости становится равной нулю.

не превышает 0,5, так как 1 ^«У ^ ^з 2ц,-. В этом предельном случае обеспечивается пронизывание материала волокнами в направлении, ортогональном г'-му. Отмеченный факт является очевидным при условии по-

Следует отметить, что идеализированные схемы предельного наполнения композиционного материала волокнами были рассмотрены лишь для сравнительных оценок. В реальных случаях, в силу технологических или других условий изменяются расстояния между соседними волокнами, при этом вводятся поправочные к цпр множители, отражающие при идеализации геометрии структуры степень рястредото-

ловий совместного деформирования но поверхности контакта арматуры со связующим зависит от угла армирования. В случае многонаправлениого армирования материала волокнами запись кинематических условий для компонентов усложняется. Путь существенного упрощения состоит в введении в расчет типичных элементов структуры, объединяющих семейство волокон одного или двух направлений. Деформационные свойства таких элементов рассчитывают по формулам для анизотропного тела. При этом намного упрощается запись условий совместного деформирования. Известно два подхода к расчету пространственно-армированных композиционных материалов, основанных на введении структурных элементов [25, 40, 42, 43]. Рассмотрим подробно один из них (первый по разработке), на котором построены все дальнейшие расчеты упругих свойств всех четырех групп композиционных материалов, и отметим принципиальные отличия второго.

При двухнаправленном равновесном армировании композиционного материала волокнами с углом между ними, равном 60°, интегральная оценка степени анизотропии его деформируемости равна 0,45. При армировании в шести направлениях она снижается до 0,27 (табл. 3.11, вариант 3). В случае армирования по варианту 4 степень анизотропии деформируемости становится равной нулю.

не превышает 0,5, так как 1 ^«У ^ ^з 2ц,-. В этом предельном случае обеспечивается пронизывание материала волокнами в направлении, ортогональном г'-му. Отмеченный факт является очевидным при условии по-

Из приведенного примера следует, что при армировании материалов волокнами нельзя ограничиваться только рассмотрением их вклада в повышение прочности какого-либо слоя. Прочность материалов, армированных волокнами, оказывается высокой только при нагружении вдоль . волокон или под небольшим углом к направлению их ориентации. В других же направлениях прочность армированного материала весьма низка (см., например, рис. 5.10) . Если использовать такой материал для изготовления изделий, находящихся в сложном напряженном состоянии, то даже небольшие нагрузки могут привести к разрушению материала, когда они приложены вдоль направления, в котором прочность материала мала. В этом случае прочность армирующих волокон не используется в достаточной степени. При армировании волокнами материалов эффект упрочнения наблюдается только в том случае, когда направление главных напряжений совпадает с направлением ориентации волокон; при нагружении в других направлениях проявляется не эффект упрочнения, а скорее эффект "ослабления" материала волокнами. 1)

Из приведенного примера следует, что при армировании материалов волокнами нельзя ограничиваться только рассмотрением их вклада в повышение прочности какого-либо слоя. Прочность материалов, армированных волокнами, оказывается высокой только при нагружении вдоль . волокон или под небольшим углом к направлению их ориентации. В других же направлениях прочность армированного материала весьма низка (см., например, рис. 5.10). Если использовать такой материал для изготовления изделий, находящихся в сложном напряженном состоянии, то даже небольшие нагрузки могут привести к разрушению материала, когда они приложены вдоль направления, в котором прочность материала мала. В этом случае прочность армирующих волокон не используется в достаточной степени. При армировании волокнами материалов эффект упрочнения наблюдается только в том случае, когда направление главных напряжений совпадает с направлением ориентации волокон; при нагружении в других направлениях проявляется не эффект упрочнения, а скорее эффект "ослабления" материала волокнами. *)