1.7. Принципы и проблемы конструирования деталей из компози-ционных материалов

Среди основных требований к современным конструкционным материалам – высокая жесткость и надёжность в работе.

Для повышения удельного модуля упругости используют:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

При выборе и конструировании материала учитываются условия эксплуатации, т.к. они определяют долговечность конструкции. Статические свойства обычных сплавов могут быть улучшены за счёт

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Поэтому наиболее важной задачей при создании КМ наряду с увеличением статической и длительной прочности является снижение чувствительности к надрезам и дефектам.

В КМ такое снижение достигается за счёт:_________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сочетание высокой жесткости и прочности с необходимой вязкостью и нечувствительностью к трещинам достигается сочетание высокомодульных и высокопрочных веществ, например:____________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Конструирование машиностроительных деталей из КМ проводятся в двух вариантах.

Если используется готовый КМ с известными свойствами, то процесс конструирования не отличается от обычного.

Если же для заданной детали требуется необычное сочетание свойств или различные свойства то КМ для такой детали может быть заранее рассчитан и затем синтезирован. Первый путь – экономичнее, второй – позволяет решать задачи оптимального проектирования. При втором варианте разработка новых КМ проводится в два этапа.

На первом – расчётном – _________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

На втором – ____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Простому расчёту поддаётся ряд свойств КМ:________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Реальная величина этих свойств обычно находится между двумя крайними значениями, определяемыми из принципов равно упругого и равно напряженного состояний матрицы и армирующих компонентов (частиц или волокон).

Верхний предел этих свойств, и в первую очередь модуля упругости, определяется по правилу смесей:________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Нижний предел модуля упругости композита определяется из выражения: _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Другие прочностные характеристики литейных КМ, упрочнённых частицами, определяются пока только экспериментально.

Для КМ с однонаправленными волокнами и с матрицей. Более пластичной, чем волокна, значение минимальной концентрации волокон определяется из условия: ________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критическая концентрация волокон рассчитывается: _________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________