Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Поперечная прочность



где р — плотность жидкости, кг/м3; ср — удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг-К); А — теплопроводность, Вт/(м-К); g — ускорение свободного падения, м/с2; ц — динамическая вязкость, Па -с; х, у — ортогональная продольная и поперечная координата соответственно, м; wx, wv — продольная и поперечная составляющие скорости соответственно, м/с; Т — термодинамическая температура, К; ДГ=7СТ — Тж — температурный напор, К.

где wx — продольная составляющая скорости, множителем пропорциональности является динамическая вязкость ц; у нормаль к поверхности скольжения (поперечная координата).

;/ — поперечная координата (= хг) в средийяой плоскости; z — нормальная координата (= х3), отсчитываемая от срединной плоскости; z/ь zk-i — координаты поверхностей fe-ro слоя;

х — продольная координата; X — массовое паросодержание; у — поперечная координата; z — координата;

где S=-------, т] = ^—, у — поперечная координата, а — полу-

где у — поперечная координата, отсчитываемая от стенки по радиусу канала; х — продольная координата; и — скорость движения частицы под действием продольного градиента давления в потоке; предполагая, что радиус частицы г ~ 0,01 — 0,1 мкм, принимаем и = ипот; ит — скорость движения частицы поперек потока под действием сил термофореза.

где х — продольная координата; у — поперечная координата, направленная вдоль радиуса канала (п = 0 — соответствует плоскому каналу, п= 1 —цилиндрическому); т; = ц-^- — напряжение трения.

В уравнениях (310), (311,) (312) приняты обозначения: у — поперечная координата; х — продольная координата; п = = 0 — для плоского канала; п = 1 — для цилиндрического; а = М(срр) — коэффициент температуропроводности;

где у — поперечная координата, отсчитываемая от стенки канала. 196

где и — продольная составляющая скорости; р — плотность; Т — температура; Ср — теплоемкость при постоянном давлении;: С — концентрация вещества; r0i — внутренний радиус центрального сопла; r6i — наружный радиус центрального сопла; г02 — внутренний радиус облекающего сопла; ?j = д, т или с — функции деформации реальной продольной координаты х для динамической, тепловой и концентрационной задач соответственно; у — поперечная координата.

Преобразование уравнений пограничного слоя в сжимаемых течениях к форме уравнений для несжимаемых течений облегчает расчет пограничного слоя при наличии сжимаемости, градиента давления, тепломассообмена и других факторов, усложняющих расчет. В ряде случаев преобразование является единственно возможным методом расчета. Преобразования уравнений турбулентного пограничного слоя построены по примеру преобразования Дородницына — Хоуарта, в котором поперечная координата у заменяется пропорциональной координатой у f pdy, и преобразования Стюартсона — Иллингворта

Борные волокна с покрытием из нитрида бора оказались весьма стабильными в контакте с расплавленным алюминием. Кэй-мехорт [8] -показал, что до тех пор, пока сохраняется целостность этого покрытия, борное волокно остается неповрежденным в расплаве алюминия при 1073 К. На основании этих данных был разработан способ изготовления композитов А1—В путем пропитки волокон расплавленным металлом. Форест и Кристиан [11] исследовали сдвиговую и поперечную прочности композита, состоящего из борных волокон с нитридным покрытием и матрицы из алюминиевого сплава 6061. Материал был изготовлен диффузионной сваркой. Прочность этого композита на сдвиг оказалась меньше, а поперечная прочность — существенно меньше, чем материалов, армированных волокнами бора и борсика. Такие низкие значения прочности, возможно, обусловлены слабой связью между нитридом бора и алюминием, хотя в работе отсутствуют данные о характере разрушения, которые могли бы подтвердить это предположение. Связь между алюминием и борным волокном с покрытием из карбида кремния в меньшей степени зависит от способа изготовления материала. По заключению авторов цитируемой работы, наиболее удачное сочетание механических свойств имеет композит алюминиевый сплав 6061'—непокрытое борное волокно, закаленный с 800 К с последующим старением.

1 — продольная прочность; 2 — деформация разрушения; 3 — поперечная прочность,

Характер влияния реакции на свойства композита с пластичным и непластичным упрочнителем различен во многих отношениях. К сожалению, результаты систематических исследований взаимосвязи между состоянием поверхности раздела и прочностью данной системы при растяжении отсутствуют. Предметом исследования были другие механические характеристики, например усталостная прочность, прочность при изгибе, поперечная прочность; эти данные включены в настоящий раздел с тем, чтобы развить по возможности общую картину поверхности раздела.

Пэйтон и Локхарт в недавней работе [22] показали, что существуют оптимальные температуры изготовления, отвечающие максимальным значениям еще одной характеристики, а именно, поперечной прочности при растяжении. Авторы нашли, что поперечная прочность композита алюминий плазменного напыления— 20% нержавеющей стали достигает максимума после горячего прессования при температуре около 793 К- Оптимальное значение температуры в отношении поперечной прочности согласуется с оптимальным значением, отмеченным Бзйкером [1] для усталостной прочности.

Пэйтон и Локхарт рассчитали нижние предельные значения поперечной прочности, полагая, что в расчетах волокна могут быть заменены отверстиями (рис. 3) и что поперечная прочность композита меняется с изменением объемной доли волокон соответственно живому сечению. Согласно их данным, если объемная доля такова, что волокна касаются друг друга, композит обладает определенной поперечной прочностью. Однако для композитов значительной толщины (или при расположении волокон у поверхности композита) поперечная прочность при максимальной близости волокон должна приближаться к нулю с приближением к нулю доли сечения, несущей нагрузку.

няется, когда поверхность раздела очень слаба или волокна обладают малой поперечной прочностью (малым сопротивлением расщеплению). Верхнее предельное значение в модели Купера и Келли (случай прочных поверхностей раздела) отвечает прочности матрицы в условиях плоской деформации. Из этих соображений максимальная поперечная прочность композита примерно в 1,15 раза превышает прочность материала матрицы (при отсутствии стеснения). :

обще говоря, отличаться от напряжений, приложенных к образцу композита. Поэтому а, вероятно, лучше определить как величину поперечных напряжений, которые необходимо приложить к композиту, чтобы в данных условиях испытания разрушение происходило по поверхности раздела или путем расщепления волокон. Кроме того, в модели Купера и Келли при выводе выражения для ак предполагалось, что при разрушении матрицы и поверхности раздела напряжения, согласно правилу смеси для случая равных деформаций, аддитивны; реальное напряженное состояние может быть гораздо более сложным. Далее необходимо подчеркнуть, что кривая сгг=0 на рис. 5 не обязательно соответствует поставленному Купером и Келли условию, согласно которому необходимые для отделения матрицы от волокна напряжения равны нулю. В действительности эта зависимость характеризует прочность композита, в котором прочность поверхности раздела или поперечная прочность волокна меньше прочности матрицы, не связанной с волокнами (или—-для модели Купера и Келли — матрицы, в которой волокна заменены отверстиями). Это уточнение иллюстрирует рис. 6, где сгм характеризует прочность матрицы или прочность композита, в котором не разрушаются ни волокна, ни поверхность раздела, т. е. верхнее предельное значение поперечной прочности, а аи — прочность матрицы, не связанной с волокнами (или ма'три-цы, в которой волокна заменены отверстиями), т. е. нижнее предельное значение поперечной прочности. Штриховая кривая на рис. 6 показывает, что композиты с aiycr,>UM,TO величина а, будет влиять на поперечную прочность композита. Если aj>aM, то разрушаться будет матрица, и поперечная прочность композита будет равна поперечной прочности матрицы (с учетом концентрации напряжений и стеснения матрицы).

Короче говоря, если <тм>0,->ам, то oK=f(di). Используя определение ам, данное Купером и Келли для случайного распределения волокон, можно прийти к выводу, что волокна упрочняют композит, если 0г>ам [1—(4Ув/я)1/2], т. е. когда акЛтм>1—(4Ув/я)1/2. Если <7к/стм=1, то сгусти, и по данным испытаний при поперечном нагружении можно заключить лишь то, что поперечная прочность поверхности раздела (и волокна) больше, чем матрицы. Эти результаты обобщены на рис. 7.

Влияние расположения волокон на нижнее предельное значение поперечной прочности может быть проиллюстрировано с помощью двух основных типов расположения параллельных волокон—плотноупакованного и ортогонального. Рассмотрим плот-ноупакованное гексагональное расположение равномерно распределенных волокон, в котором элементарной ячейкой является равносторонний треугольник (рис. 8). Для этой конфигурации при приложении напряжений параллельно основанию треугольника нижнее предельное значение поперечной прочности композита соответствует верхним кривым на рис. 8. Зависимость Ок/сгм о*г объемной доли волокон описывается двумя линиями, пересекающимися при FB—0,30. Поперечная прочность быстрее уменьшается с ростом FB, когда объемная доля превышает примерно 0,30, и достигает нуля, когда волокна касаются друг друга (Ув=0,906). Если напряжения приложены в направлении высоты

Типы разрушения при комнатной температуре, соответствующие углам 90 и 45°, показаны на рис. 14. При угле 90° трещина в основном распространяется через проволоку (последняя расщепляется), а не через матрицу или поверхность раздела (рис. 14, а). Значит, поперечная прочность не зависит от прочности поверхности раздела. Однако при угле 45° трещина в образце распространяется частично по поверхности раздела, хотя проходит также через проволоку и матрицу. Таким образом, при данной ориентации разрушение нельзя описать единственным механизмом.

композита характеризует рис. 16; после 100-часового отжига при 1477 К прочность для ориентации 45° возрастает с 3,2 до 4,0 кГ/мм2, а поперечная прочность — с 4,1 до 5,0 кГ/мм2.




Рекомендуем ознакомиться:
Полностью турбулентной
Полностью удовлетворяет
Полностью уравновешен
Полностью устраняют
Полностью закрывается
Полностью заполнить
Положений коромысла
Положений пространственных
Положениях кривошипа
Подвергаются коррозионному
Положениям кривошипа
Положения энергетической
Положения исполнительных
Подвижной полумуфты
Положения обеспечения
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки