9) Понятие коэффициента Пуассона, формулы для определения, суть эффекта Пуассона

Коэффициент Пуассона (обозначается как   или  ) — величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец. Коэффициент Пуассона и модуль Юнга полностью характеризуют упругие свойства изотропного материала.

При приложении к телу растягивающего усилия оно начинает удлиняться в продольном направлении, а поперечное сечение уменьшается. Коэффициент Пуассона показывает, во сколько раз относительное уменьшение поперечного размера деформируемого тела больше относительного увеличения его длины, при его растяжении. Для абсолютно хрупкого материала коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно несжимаемого — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он примерно равен 0,5.

,

где

 — коэффициент Пуассона;

 — деформация в поперечном направлении (отрицательна при осевом растяжении, положительна при осевом сжатии);

 — продольная деформация (положительна при осевом растяжении, отрицательна при осевом сжатии).

10) Понятие доли объемного содержания волокон

матрица может передавать напряжения волокнам только в том случае, когда существует прочная связь на поверхности раздела армирующее волокно – матрица. Для предотвращения контакта между волокнами матрица должна полностью окружать все волокна =, что достигается при содержании ее не менее 15-20 %.

Модуль упругости однонаправленного композита вдоль направления армирования (укладки волокон) может быть рассчитан по правилу смеси:

E_c = E_fV_f + E_mV_m,

где E_f - модуль волокна; E_m - модуль матрицы; V_f , V_m – относительное объемное содержание волокон и матрицы, соответственно. Чем выше объемное содержание волокон V_f однонаправленных волокнистых композитов, тем выше их способность выдерживать циклическую нагрузку. Сопротивление усталости композитов существенно зависит от угла между направлением приложенной нагрузки и осью волокон. Долговечность композита уменьшается при увеличении данного угла.

11)Понятие ударной вязкости материала

Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.

Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.

Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки. Выражается в Дж/см² или в кДж/м²

12)Основные виды нагружения и внутренние силовые факторы, вызываемые ими

При простейших случаях нагружения бруса в его поперечных сечениях возникает один внутренний силовой фактор (Рис. 2.2).

Если в поперечном сечении бруса имеет место только внутренняя продольная сила N, такая деформация называется растяжением/сжатием;

Если в сечении бруса возникает только внутренний крутящий момент T, то такая деформация называется кручением (скручиванием);

Изгиб - вид нагружения, при котором в поперечных сечениях бруса действует изгибающий момент M.

Случай, когда в поперечных сечениях бруса есть только поперечная сила Q называется сдвиг.

Под действием внешних нагрузок в поперечном сечении бруса возникают следующие внутренние силовые факторы (рис. 2.1):

N_z = N - продольная растягивающая (сжимающая) сила 

M_z = T - крутящий (скручивающий) момент

Q_x (Q_y) = Q  - поперечные силы 

M_x (M_y) = M - изгибающие момент.

13. Упругие и прочностные характеристики, необходимые для описания одноправлено армированного композитного материала

Упругие характеристики гибридного композита

Гибридными называют композиционные материалы, содержащие более одного вида армирующего материала в одной матрице. Включение более одного вида армирующего материала имеет целью повышение тех или иных свойств композита. Так, включение в лонжерон лопасти вертолета из стеклопластика ровницы из углеволокон повышает модуль упругости, усталостную долговечность. Считают, что сочетание непрерывного и рубленого волокна в одной матрице также приводит.

Прочность однонаправленного слоя при плоском напряженном состоянии

Упругие и прочностные характеристики однонаправленного слоя, определенные методами микромеханики, позволяют выявить их зависимость от свойств и объемного содержания компонент. Необходимо иметь в виду, что все многочисленные модели микромеханики однонаправленного слоя удовлетворительно согласуются между собой только в отношении продольного модуля упругости. Результаты определения упругих и прочностных свойств при поперечном направлении и сдвиге существенно отличаются от экспериментальных