764
.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