Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

Рис. 18. Зависимость объ­ емных ИЭИСМ«1П«К кчеЛкк ог даолсиня при различных на­ польных ДсфорМПЦИИК

Рис. 19. З аы 1сн»(ост|| относи­ тельного усиления дпьл-еии- си от О1 иоснгсл|1ного ежпгия пор при различных дефорьед*

1ЩПХ (цифры у кривых)

кулс1Уо>1 давлении (рис. 19). Очевидно существование тссноН связи между усилением и сжатием пор. При больших растяжениях сжатие пор сопровождается меньшим усилением.

Наличие межфаэиого трения при скольжении матрицы но по­ верхности включения должно, конечно, влиять па характер упроч­ нения давлением. При повышении давления площадь межфазного трения увеличивается, и проскальзывание матрицы по поверхности, включения должно замедлиться пли вообще прекратиться. Можно предположить, что эффект усиления давлением и результате возра­ стет.

Тем нс менее рассмотренное решение, не учитывающее трепня, само по себе важно, так как основные упрочнения давлением вряд лк могут качественно измениться при учете межфаэного трения. От­ метиа», что полученные результаты относится 'только к системам с закрытоЛ пористостью.

8, З а к л ю ч е н и е

Основным ядром, формирующим эффективное 1юпсдс1ше зер­ нистого композита, япляется его структурный элемент. Паршины структурной модели, рассмотренные в главе I, показали сс прин­ ципиальную способность описывать сложное механическое попедепне, Одиахо о значительной степени они носят иллюстративный ха­ рактер из-за того, что матери ильные параметры, пршшсывишниссл свойствам структурных элементов, принимались из умозрительных, хотя и правдоподобных, соображении.

Ввод и рассмотрение физической структурно!! ячейки, подтвер­ ждение ее удовлетворительно)! адекватности реальным материалам н определение важнейших характеристик сс мехами тескою поведе­ ния создает возможность для уточнения модели структурного эле­ мента, принятого для анализа в главе 1 .

Принципиальная сущность уточнении, возможность реализации которых открылась при исследовании повреждаемой структурной ячейки, сводится к следующему.

Во-первых, разрушение структурного элемента необходимо рас­ сматривать как двустадяПпый процесс. Вначале происходит нару­ шение связности между матрицей и наполнителем, в результате че­ го начальная жесткость дн связи уменьшается до некоторого нового уровня 9К| па котором остается, пока при последующем растяжении пе произойдет полное разрушение связи.

Во-вторых, значения дн и дл оказались взаимосвязанными вели­ чинами. Структурным параметром, определяющим эту связь, явля­ ется объемная концентрация наполнителя (см. рис. 10). Следова­ тельно, любой прогнозный расчет должен исходить из учета степени наполнения матрицы твердой фазой.

В-третьнх, область перехода от 0„ к оказалась и случае высо­ ких концентрация наполнителя пссьма протяженной.

В-четвертых, знание коэффициентов деформационной концен­ трации в матрице позволяет вычислять разрывные деформации неотслоенных и отслоенных структурных ячеек в зависимости от раз­ рывных деформаций собственно матрицы.

В-пятых, знание коэффициентов гидростатической концентрации в матрице позволяет определять момент появления в ие!1 внутренних

раэдкров в случаях, когда прочность адгезионного скреал^шгя пре­ вышает прочность собственно матрицы, устанавливая таким обра­ зом максимально возлгожную прочность скрепления матрицы с на­ полнителем,

В-шсстых, определение объемных изменений ячейки, снизанных с образованием вакуоли, даст позможкость обоснованно оценивать объемные изменении композитов в зависимости от степени их поцрсждепиостн, текущей деформации и внешнего давления.

Использование этих данных и структурной модели позвали полнить ее физическим содержанием.

0. С л и со к л и т е р а т у р ы

1. №сНо)$оп IX V/, Он Ию <1е1асЬтсл1 оГ а пдк! шс1и51оп Ггот Ию с1а511с Л1в1г1х / / Л. АсИнинои. 1970. V 10. Р. 255-260.

2.Соп1 Л. N. Ое1псЬ|псп1 оГ ап с1азИс т п 1пх Ггот а гдос! зрЬепса! 1Пс1изКоп / / ,1. Ма1сг. З а . 1980. V. 15. Р. 2884-2888.

3.Сев! Л. N... Раг1< IX РаНигс ргосс&ез 1п с1аь1отсгз а1 ог псаг пдн1

5р1юпса1 ]пс1ивкоп / / .1. Ма1сг. 8с1. 1981 V. 10. Р. 1047-1956.

4.ЗсЬарсгу Я. Л. 1)сГогтп1юи апс1 ГгвсСигс сЬагпсЬегюа^ои оГшсЬзИс сотрозке таЬспа1в пзт^ роЮпМаЬ / / Ро1ут. Еп^. 5с1. 1987. V. 27. Р. 63-70.

5.ЗсКарегу Я- А. МосЫз Гог <1атабс &го№111 апс! ГхасГигс ш ион1т саг У1Бсос]азИс раг11си]а1с сотро/вН ез.// Ргос. 01Ь 115 N81. Соп^г.

Арр1. МесЬ., ЯЬаса. И.У. 1982. Р. 237-245.

6. 8с1трсгу Я. Л. Л Июогу оГтес1шшса1 ЬсЬвуюг оГс1ш»Ь|с тссПа угНЬ Ёгоишз (1атадс ап<1 оПег сбавься ш &1шс1игс / / Д. Мес1». РЬуз.

З о М б . 1990. V. 38. Р. 215-253.

7.Лпс1еБОп Уга1запо5 Ь., Гагпв Я. I. А ргмНеЦуе то(1е1 Гог Не тесЬатса1 ЬсЬаУ10г оГ раг1ки1а1с сотройЯсз. РС I: Мос1с1 бстлЯоп / / Ро1ут. Епб. Зсъ 1993- V. 33. Р. 1458-1405.

8. ЛпОсяон УгМбвпоз I,., РагпБ Я. 3. Л ргесИсПуе тосЫ Гог Не тескапь сп! ЬеЬауюгоГ ригПенЫе сотрозИсб. 14 П; М Сотрапздц оГнюс1с1 ргссИсИоиз 1о П1с т 1игс <1и1а / / Ро]ун1. Ей#. Зек. 1993. V. 33. Г. 1400-1474.

0. СЬоадТ. 8. Рг€(Пс1юп оГзиезз-дГглт ге1а1|оп51пря )П ро1утег сотробНез / / Ро1угп. 1991. V. 32. Р. 29-33.

10. С1юпе 5-, С1кпз1|лн5б1) Е. В., Олег А. Ш1со1о*у оГ соис1М11гй(с11 зиврспаюпз Ц 2 , Лрр1. Ро1ут. Зег 1971. V. 15. Р. 2007—*2021.

11.ОЬегЬЬ А. Ем Бгиспиег К. 5. Тсаг рЬспотспа агоип<1 воИ8 тсЬЫопв 1п садЫ>1е е1азЬотета / / 1>аиз. Зое. Шток 1005. V 9. Р. 165-155.

12.СепЬ А. N.. 'ГоЫаз И. II. Т]|гоз1ю1(1 Ьеаг 51геп@1|1 оГс1пн1отегв / / 3. Ро1ут. Зек: Рс1ут. РЬуз. Еск 1982. V. 20. Р. 2051-2058.

13.КепйаП К. ТЬе асШсяюп аш! ангГасс епег^уо оГ с1ая1и: 5о1Мз / / 3.

14.Сеп1 Л. N. СауИаНоп ш тиЬЬст: а саиИоппгу Ы е / / КиЪ. С1|сш. ТссЬп, 1990. V. 03. N. 3. Р. 049-053.

15.ОЪсг1Ь Л. Б. Рппскр1св оГз1гсп(.Ь гстГогссшсШ ш П11с<1 гиЬЬггз / / аиЬ. СЬет. Тейт. 1967. V. 40. Р. 1337-1363.

16.Р агт Я. 3. ТЬс с1мга.с(сг оГ 1 Ьс 51гс8я-51гл]п ГилеСюнв Гог

МЫ е!ав1.отеге / / 'Лайз. 8ос. НЬеЫову. 1968. V. 12 . Р. 303-3М.

17.Р атз 11. 3. ТЬе тОиспсс оГ \’асио1с Гогта1|ои он 11т геяропзе ат!

ГаПигс оГ М Ы с1аз1отсг& / / ТЪапз. Зое. ИЬсок 1968. V. 12. Р. 315-334.

18.УаеЬ К., ГЗт С. К,, Окиуата М., Твс1юс$1 N. IV. Ткс е1Гсс1 оГ ртеэис си Ию тссЬашсп! лпс1 мШта(с рюрегМез. оГ а ^1п&8 ЬсаЗ

П11сс1 Ыаз1отсге / / Со11. 1п1сг. <1и С. N. II. 8 . 1975. N. 231. Р. 280 295.

ГЛЛВЛ 10

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ДИСКРЕТНАЯ СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ И ПУТИ ЕЕ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ

В.В. Мошсп, С. Ё. Евламплева

Дух трудится над предметами лишь до тех пор, поха в нидг остается искал тайна."

Г.В. Гегель

1.В вед ен и е

Очевидно, что представительность структурно!! модели должна существенно улучшиться, если свойства простейших упругих эле­ ментов заменить свойствамн более фиэичпых структурных ячеек.

Типовая структурная модель (см. рнс. 17 главы 1) насчитыва­ ет сотки структурных элементом. Прямая замена упругих связей в сечепнях структурными ячейками, эволюция которых устанавли­ вается решением соответствующей краевой задачи, приводит к кон­ струкции, оценка механического поведения которой станкиипстся с непреодолимыми вычислительными трудностями.

Поэтому описание механического поведенил структурных ячеек предварительно должно быть преобразовано к виду, удобному для