Растяжения материала

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТЯЖЕНИЯ КОМПОЗИТА Ti 40A — 25% В ПОСЛЕ ОТЖИГА ПРИ 1144 К

При исследовании другой системы с алюминиевой матрицей было показано, что оптимальные условия изготовления с точки зрения характеристик растяжения и усталости различаются. С помощью той же методики испытаний, что и использованная •Бэйкером [1] для композита алюминий — нержавеющая сталь, 'Бэйкер и Крэтчли [2] обнаружили, что слабая связь, формирующаяся в системе алюминий—двуокись кремния в процессе горячего прессования при 723 К, недостаточно прочна .и при усталостных 'испытаниях разрушается по тому же механизму, что и в системе •алюминий—нержавеющая сталь. С данными для последней системы согласуется и заключение, что при прочной связи, образующейся в процессе горячего прессования при 823 К, усталостные трещины на поверхности раздела могут не возникать. Трещины распространяются в матрице на определенном расстоянии от поверхности раздела, а это означает, что последняя прочнее, чем матрица из чистого алюминия. С другой стороны, согласно Крэтчли и Бэй'керу [8], характеристики растяжения композита выше после прессования при 723 К, чем после прессования при 823 К. Значит, прочность связи, необходимая для передачи через матрицу сдвиговых нагрузок при испытании на растяжение, много меньше, чем та, которая необходима для сопротивления распространению усталостной трещины. Возможно, однако, что этот вывод, полученный для композитов алюминий—двуокись кремния, не цриме-ним непосредственно к композитам алюминий—нержавеющая сталь. Бэйкер и др. [3] заключили, что в результате реакции между алюминием и двуокисью кремния образуются окись алюминия и кремний. С точки зрения типов поверхности раздела, рассмотренных в предыдущих главах книги, это означает, что система алюминий—двуокись кремния относится к третьему классу, поскольку в этой системе при контакте алюминия с двуокисью кремния и атомами кремния, диффундирующими через зону взаимодействия и растворяющимися в матрице, образуется окись алю-

Рис. 6. Схематическое изображение диаграммы поперечного растяжения композита.

а„ — прочность вещества матрицы в массивной форме; з^ — прочность матрицы, в которой волокна заменены отверстиями;.....диаграмма растяжения композита, в котором прочность волокон или поверхности раздела а^ меньше ом.

Рис. 13. Влияние направления нагружения на прочность при растяжения композита Mb (сплав)-—24% W [3]. а — абсолютное значение прочности при внеосном растяжении; б — прочность при внеосном

На диаграмме растяжения композита выделяются четыре стадии (рис. 1), а именно:

Рис. 1. Схема диагра»шы растяжения композита с металлической матрицей, армированного непрерывными волокнами [55].

Рис. 5. Типичные диаграммы растяжения композита алюминий — нержавеющая сталь-с объемной долей упрочнителя 6,5%.

Поскольку системы алюминий—бор и титан—бор обладают перспективными свойствами и могут быть сравнительно легко получены, они исследованы более широко. Детальные сведения о характеристиках растяжения композита алюминий—борсик были представлены Крайдером и др. [49]. Кроме того, влияние поверхности раздела на характеристики растяжения изучал Меткалф [58, гл. 4], а Кляйну [58, гл. 5] принадлежит обзор по прочности волокнистых композитов при внео'сном растяжении.

Рис. 1. Электронная микрофотография поверхности разрушения при растяжения композита на основе стекловолокна и полипропилена [18]. X 220.

2. Все разрушения происходят под действием сложного нагружеиия или чистого растяжения композита.

Процесс формообразования днища происходит преимущественно вследствие растяжения материала днища.

Величину остаточного удлинения образца А/осг можно определить при помощи диаграммы растяжения (рис. 92, б). Для этого из полного удлинения образца Д/ПОлН при его разрушении в точке R вычитают величину упругого удлинения образца А/упр. Задача решается графически с помощью прямой, проведенной через точку R параллельно участку ОА упругого растяжения материала.

ОБТЯЖКА в металлообработке - получение из плоской листовой заготовки полой детали криволинейной формы путём растяжения материала и обтягивания им шаблона. ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ЭВМ, универсальная ЭВМ, - электронная вычислительная машина, предназ-нач. для решения широкого класса задач.

формирования псевдобороздчатого рельефа, если выполняется условие AKi < (AK])i2- Появление асимметрии цикла за счет растяжения материала при том же размахе КИН приводит к смене механизма разрушения, что реализуется при меньших величинах размаха (AKi)12, чем при пульсирующем цикле нагружения. Поэтому большей асимметрии цикла нагружения соответствует меньшая величина размаха в момент смены механизма разрушения при прочих равных условиях. Однако сами переходы могут быть реализованы только до тех пор, пока может быть превышена определенная пороговая, минимальная величина размаха КИН — (АК{)™п. При достижении некоторой асимметрии цикла рассматриваемая минимальная величина порогового размаха КИН не может быть достигнута. Дальнейшее увеличение асимметрии цикла будет связано с развитием трещины только на первой стадии, на масштабном микроскопическом уровне, вплоть до перехода к нестабильному разрушению.

Предыдущие экспериментальные данные, представленные в работе [64] в виде заштрихованной полосы разброса экспериментальных данных по одноосному нагружению, показывают, что границы слева и справа для полосы разброса имеют коэффициенты пропорциональности 1,35-10~10 и 0,55-10~10 для кинетических кривых при показателе степени пр = 2,25. При непринципиальном отличии в показателях степени для двух выполненных испытаний одного и того же материала при одноосном нагруже-нии нижняя граница полосы разброса почти совпадает с экспериментальными данными для симметричного двухосного растяжения материала. Из этого следует, что сопоставление экспериментальных данных для одного и того же материала, но для разных экспериментальных условий — стандартные образцы на одноосное растяжение и крестообразные образцы на двухосное растяжение может приводить к погрешностям в оценке роли второй компоненты нагружения

Полученный результат подтвердил правомерность описания единой кинетической кривой процесса распространения усталостных трещин при многопараметрическом воздействии переменной нагрузки на материал. Подобие в процессе распространения трещины позволяет учитывать роль скручивания и растяжения материала, по отношению к одноосному растяжению, через безразмерную поправку в расчете эквивалентного коэффициента интенсивности напряжения по соотношению (12.4). Все это позволило осуществить единый подход в оценке роли скручивающего момента в закономерности роста усталостных трещин.

где Е„(П) — вторичный модуль упругости на стадии II, а (да/де)м — наклон кривой растяжения материала матрицы (вне композита) при деформации, соответствующей стадии II.

Если ни волокно, ни матрица не являются пластичными, то достаточно, чтобы прочность матрицы составляла лишь малую долю прочности волокон. Важно при этом, чтобы матрица имела большое локальное удлинение, обеспечивающее перенос нагрузки от разрушенного волокна к ближайшему соседнему, и, таким образом, включала в работу большую часть длины большинства волокон. Когда волокна прочные, но хрупкие, в случае растяжения материала вдоль волокон наличие матрицы, у которой трещины развиваются хрупким образом задолго до достижения в волокнах высоких напряжений, хуже, чем полное ее отсутствие.

где F (t) — функция, описывающая диаграмму растяжения материала в координатах нагрузка — время; Vp — объем ресивера.

Толстостенная цилиндрическая оболочка под внутренним давлением. Эта задача имеет аналитическое решение для случая упругопластического деформирования [1]. Рассмотрим такое решение для случая диаграммы растяжения материала оболочки без упрочнения. Примем, что осевая деформация равна нулю (et = 0). Для упрощения решения считаем материал несжимаемым (JJL= 0,5). Тогда радиус границы гг, отделяющий упругую область от пластической, связан с приложенным давлением соотношением

По диаграмме растяжения материала шва а = / (е) найдем величину напряжения ООПР'Ш, соответствующую е^ш- Тогда давление