Разрушение волокнистых КМ при растяжении и сжатии.

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 36Следующая ⇒

№ 35 Прочность волокнистых КМ

Совместимость компонентов: механическая и химическая (термодинамическая – при любых, а термокинетическая – при определенных ТºС , давлении, длительности процесса) на границе нет хрупких соединений. Прочность волокнистых КМ: (σ_в)_км = σ_f  V_f + σ_m (1 - V_f), где σ_f ; σ_m – прочность волокна и матрицы; V_f – объемная доля волокна; (1-V_f) об. доля матрицы. Критическая доля волокна V_f =Vс, если (σ_в)_км = σ_m . Если   V_f = V_f min – изменяется механизм разрушения  

V_f < V_f min множественное разрушение волокна

V_f > V_fmin единичное разрушение волокон

Волокнистые КМ – ↑  (σ)в/γ , Е/γ , ↑ K1c

r (зоны обрыва) < 0,5размера между осями сосед. волокон. Разрушение их не влияет друг на друга

Правило смесей: (σ_в)_км = k _f σ_f  V_f + k _m σ_m (1 - V_f), где k_f k _m коэффиц., учитывающие свойства компонентов

σ_f – случайная величина (закон Вейбулла):

Р(σ_f ) = Lαβ σ_f (β-1)·ехр (-Lα σ_f (β)

σ_f соответствует L неэффективное.

(σ_в) не линейно зависит от Vf. max (σ_в) (V_f =V_х )

Зависит от геометрии, микроструктуры, дефектов. Улучшение технологии ↓ разброс, ↑ (σ_в)

При испытании на сжатие листовых ВКМ возможна потеря устойчивости волокна и его изгиб, что разрушает материал ↑ (σ) и (ε)

При ↓ Vf и ↑ (σ)сж. происходит разрушение по «моде растяжения» - асимметричный изгиб волокон

При ↑ Vf и ↑ (σ)сж. Происходит разрушение по «моде сдвига» - симметричный изгиб волокон

1 (↓ Vf )– разрушение матрицы растяжением,

2 (↑ Vf )– разрушение зоны соединения за счет сдвиговых деформаций.

№ 37 Разрушение слоистых КМ.

СКМ – получают из листов, полос литьем, омд, сваркой. Продукт: трубы плоские изделия. Можно мех- и термообработка ,соединяют сваркой.

Литье (биметаллические трубы) Критерий- (γ)1и2

Прокатка: холодная, теплая, горячая. Критерии: ТºС - ↓↑ пластичность, ↓↑(ε), ↓↑ (σ)р, (наклеп, возврат, рекристаллизация), совместимость Ме.

Сварка диффузионная, взрывом. Критерии: ↑ТºхС. (τ) ↓↑ , пластичность (ε) ↓↑, ↓↑ (σ), v диффузии, совместимость Ме (СВ – любые компоненты).

ПМ критерии: свойства порошка, технология

Испытания на 3 точный изгиб образца с трещиной: влияние одного образца на разрушение другого

Расчеты показали, что в зоне упругой деформации при выборе компонентов следует учитывать разницу в модулях упругости, а для упруго-пластических деформаций также соотношение пределов текучести и показателей упрочнения компонентов. Уменьшение разницы указанных характеристик компонентов повышает работоспособность СКМ.

На примере сталь-Со-сплав показано, что при малых (упругих) нагрузках сталь оказывает отрицательное воздействие на процесс разрушения в Со-сплаве. К внешним усилиям, добавляются в Со дополнительные нагрузки от воздействия стали, деформирование которой сдерживается более жестким Со сплавом. При упруго-пластической деформации сталь, имея более высокий предел текучести сдерживает деформацию Со-сплава, уменьшая действующее на него усилие, что приводит к снижению J-интеграла в слоистом КМ по сравнению с мономатериалом.

В области упругих деформаций слой с более низким Е отрицательно воздействует на процесс разрушения в слое с более высоким Е и наоборот твердый слой тормозит разрушение мягкого.

При упруго-пластическом деформировании слой с меньшим пределом текучести начнет деформирование раньше. Упрочнение в процессе деформации может изменять соотношение модулей упругости и изменять влияние слоев на процесс разрушения. Требуется учет как σs , так и законов упрочнения компонентов при пластической деформации.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии