Моделирование процессов деформирования и разрушения композитов Част
..pdfПри малом объемном содержании волокна разрушение определяется растрескиванием матрицы. При большом объемном содержании хрупкого волокна решающую роль играет разрушение волокна (рис. 22). Введение дополнительных нехрупких волокон (например, композит бор-сталь- алюминий) резко сокращает разброс усталостной прочности и повышает среднюю прочность.
Условное обозна чение материала
В-А1ф
СтА1ф
В- СтА1ф
В-А1п
Матрица |
Волокно |
Технология |
|
Д-16Т, фольга |
Бор |
Горячее |
прессование, |
|
|
Т=485°С |
|
Д-16Т, фольга |
Хромоникелевая |
Горячее |
прессование в ва |
|
сталь |
кууме, Т=485°С |
|
Д-16Т, фольга |
Бор, хромонике |
Горячее |
прессование в ва |
|
левая сталь |
кууме, Т=485°С |
|
Сплав Al-Mg-Zn, |
Бор |
Прессование в контейнере, |
|
плазменное напы |
|
помещенном в газостат, |
|
ление монослоев |
|
Т=500°С |
‘ |
Рис. 22. Образцы композитов после испытаний в плоскости листа (П) и в плоскости нормальной к поверхности листа, в направлении волокна (НП): а — Ст-А1ф; П; Vf=0,09 о=27 кгс/мм2; V#=2,54* 105; б — Ст-А1ф; П; 0,45; 46 кгс/мм2; 5,6* 105; в — Ст-А1ф; П 0,45; 46 кгс/мм2, 4,5 •103; г — В-Ст-А1ф; П; VfB=0,44; VfCT=0,07; 110 кгс/мм2; 5,3 *103
* Милейко С.Т., Анищенков В.М. Особенности усталостного разрушения волокнистых композитов с металлической матрицей // Механика композитных материалов. — 1980.
— № 3. — С. 409-416.
РАЗРУШЕНИЕ ВОЛОКНИСТОГО композиционного МАТЕРИАЛА ТИТАН — МОЛИБДЕН ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ*
Экспериментальные образцы были изготовлены из композиционного материала на основе титанового сплава, упрочненного однонаправленны ми молибденовыми волокнами диаметром 0,5 мм. Термостойкость иссле довали в воздушной среде на образцах размерами 220 7 мм с защищенны ми торцами. Образцы, закрепленные в подвижных водоохлаждаемых токовводах, нагревали методом прямого пропускания электрического тока. Время нагрева рабочих участков длиной 150 мм до 850 °С — 60 с, после дующего охлаждения до 100 °С — 120 с. При 800 °С сгвт = 45 ±15 МПа, сгв1270 ± 60 МПа. Результаты испытаний отражены на рис. 27, 28.
Рис. 27. Диаграммы деформирования ком позиции и ее составляющих с учетом тер мических напряжений в матрице и в во локнах при 20 °С; 1 — композиция, 2 — матрица, 3 — волокно; из рисунка следу ет, что разрушение композиции происхо дит по достижении предельной деформа ции матрицы
* |
б |
Рис. 28. Микроструктура композиционного материала ВТ23+20% Мо; а — исходное состояние; б — после 10000 термоциклов
■ Лавренко АС., Ольшанецкий В.Е., Дудник Г.И. Оценка термических напряжений и их влияние на свойства волокнистых композиционных материалов с титановой матрицей // Проблемы прочности. — 1987. — № 8. — С. 60-64.
Валерий Эрвинович Вильдеман
Моделирование процессов деформирования н разрушения композитов
Часть 1
Модели накопления повреждений
Учебное пособие
Корректор И.Н. Жеганина
Лицензия ЛР № 020370 от 29.01.97
Подписано в печать 21. 03. 2000. Формат 60x90/16. Печать офсетная. Набор компьютерный. Уел. печ. л. 5,0.
Тираж 80 экз. Заказ 31.
Редакционно-издательский отдел Пермского государственного технического университета
Отпечатано на ризографе в отделе Электронных издательских систем ОЦНИТ
Пермского государственного технического университета 614600. г. Пермь. Комсомольский пр., 29а, к.113
Т.(3422)198-033