Теоретичні основи зміцнення матеріалів волокнами

Вступ

Технічний прогрес, з одного боку, породжує необхідність розробки нових конструкційних матеріалів, а з іншого – в значній мірі залежить від результатів цих розробок. Нові матеріали, які з’являються в зв’язку з необхідністю удосконалення існуючих конструкцій, відкривають можливості для реалізації нових конструктивних рішень та розробки нових технологічних процесів.

Існуючі в даний час матеріали вже не можуть задовольнити зростаючі до них вимоги. Вирішити цю проблему, створити матеріали з комплексом необхідних характеристик, можне лише створивши відповідних композицій, в яких об’єднані кращі якості окремих складових. За рахунок вибору компонентів, їх концентрації, розмірів, форми, орієнтації і міцності з’єднання один з одним, фізико-механічні властивості композиційних матеріалів можна регулювати в дуже широких межах. Використання композиційних матеріалів дозволяє значно зменшити масу літаків, ракет, автомобілів, суден, збільшити потужність двигунів, створити нові конструкції, працездатність яких раніше обмежувалась відсутністю необхідних матеріалів.

В даному навчальному посібнику головна увага приділена армованим композиційним матеріалам – композиціям, в яких матриця зміцнена елементами ниткоподібної форми. Саме в таких матеріалах можливе широке варіювання властивостей, зміцнення композиційних матеріалів в найбільш навантажених напрямках, пристосування їх до вимог конструкції. Використання таких композиційних матеріалів нерозривно зв’язано з питаннями проектування. Як правило, в різних напрямках елементи конструкції мають різні навантаження: в одних – великі, в інших – малі. Використання армованих композиційних матеріалів в таких випадках дуже ефективно, оскільки сам матеріал можна отримати з відповідними властивостями, створеними у відповідних напрямках.

Навчальний посібник охоплює близько половини матеріалу лекційного курсу та основні теми практичних занять. В посібнику приведені методичні вказівки до виконання самостійних індивідуальних робіт. Розглянуті питання розрахунку сучасних композиційних матеріалів, приведена методика проектування і розрахунку шаруватого композиційного матеріалу, виходячи із заданих матеріалів шарів і характеру зовнішніх навантажень.

Вважається, що студенти вже ознайомлені з курсами технології металів, матеріалознавства, математичного аналізу, опору матеріалів та термодинаміки, а також знайомі з елементами теорії ймовірності і тензорного аналізу.

Наука про композиційні матеріали (КМ) зовсім молода, проте теорія зміцнення матеріалів волокнами досягла значних успіхів. Вона дозволяє знайти загальні закономірності зміцнення для композицій з різними матрицями, не дивлячись на те що технологічні прийоми отримання КМ на металевій, полімерній або керамічній основах можуть істотно відрізнятися один від одного. Механіка зміцнення КМ базується на положеннях теорії анізотропних середовищ, теорії пружності і опору матеріалів. Матеріалознавців, що займаються синтезом КМ, в першу чергу цікавить питання – як розрахувати властивості композиції по відомих характеристиках і концентраціях компонентів. Для вирішення цієї задачі необхідно використовувати розрахункові моделі. Питання про те, наскільки достовірно та або інша модель описує поведінку реальних КМ, можна вирішити лише експериментальною перевіркою, оскільки будь-яка модель ідеалізує поведінку реальних об'єктів. Найбільш розроблений і простий з теоретичної точки зору випадок КМ, це КМ армовані волокнами, які орієнтовані в одному напрямі. Розгляду механічних властивостей таких композицій буде приділено основну увагу. Перш ніж приступити до аналізу механічних властивостей КМ, розглянемо основні види анізотропних матеріалів, які використовуються в техніці.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Основні показники розвитку сільського господарства по регіонах (областях) України	\|	Класифікація армованих КМ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.002 сек.