45. Испытание слоистых и волокнистых км

Методы испытания КМ Испытание на сжатие кольцевых образцов: внутренняя раздача и сжатие с наружи. Испытание на сдвиг (вытягивание) волокон из матрицы. Испытание на растяжение надрезанных образцов с двух сторон. Двухосное нагружение растяжение – сжатие. Испытание на изгиб образцов КМ с выточкой. Испытание на растяжение диска. Испытание на кручение цилиндрических и призматических образцов. П = Мкр.раз/W.

Испытание ВКМ на сжатие. При испытании на сжатие листовых ВКМ возможна потеря устойчивости волокна и его изгиб, что разрушает материал ↑ (σ) и (ε). При ↓ Vf и ↑ (σ)сж. происходит разрушение по «моде растяжения» - асимметричный изгиб волокон. При ↑ Vf и ↑ (σ)сж. Происходит разрушение по «моде сдвига» - симметричный изгиб волокон

1 (↓ Vf )– разрушение матрицы растяжением,

2 (↑ Vf )– разрушение зоны соединения за счет сдвиговых деформаций.

Слоистые КМ. Критерии оценки. СКМ – получают из листов, полос литьем, омд, сваркой. Продукт: трубы плоские изделия. Можно мех- и термообрабо-тка ,соединяют сваркой. Литье (биметаллические трубы) Критерий- (γ)1и2

Прокатка: холодная, теплая, горячая. Критерии: ТºС - ↓↑ пластичность, ↓↑(ε), ↓↑ (σ)р, (наклеп, возврат, рекристаллизация), совместимость Ме. Сварка диффузионная, взрывом. Критерии: ↑ТºхС. (τ) ↓↑ , пластичность (ε) ↓↑, ↓↑ (σ), v диффузии, совместимость Ме (СВ – любые компоненты).

ПМ критерии: свойства порошка, технология

Расчет СКМ. Испытания на 3 точный изгиб образца с трещиной: влияние одного образца на разрушение другого. Расчеты показали, что в зоне упругой деформации при выборе компонентов следует учитывать разницу в модулях упругости, а для упруго-пластических деформаций также соотношение пре-делов текучести и показателей упрочнения компонентов. Умен-ие разницы указанных характеристик компонентов повышает работоспособность СКМ. На примере сталь-Со-сплав показано, что при малых (упругих) нагрузках сталь оказывает отрицательное воздействие на процесс разрушения в Со-сплаве. К внешним усилиям, добавляются в Со дополнительные нагрузки от воздействия стали, деформирование которой сдерживается более жестким Со сплавом. При упруго-пластической деформации сталь, имея более высокий предел текучести сдерживает деформацию Со-сплава, уменьшая действующее на него усилие, что приводит к снижению J-интеграла в слоистом КМ по сравнению с мономатериалом. В области упругих деформаций слой с более низким Е отрицательно воздействует на процесс разрушения в слое с более высоким Е и наоборот твердый слой тормозит разрушение мягкого. При упруго-пластическом деформировании слой с меньшим пределом текучести начнет деформирование раньше. Упрочнение в процессе деформации может изменять соотношение модулей упругости и изменять влияние слоев на процесс разрушения. Требуется учет как σs , так и законов упрочнения компонентов при пластической деформации.

46. Методы испытания на растяжение, сжатие и изгиб

Методы испытаний КМ. Оценка упругих свойств → при однородном напряженном состоянии (принцип Сен-Венана ) : в изотропной среде – возмущение быстро затухают на расстоянии от источника Л ~ Н (длина образца). В анизотропной среде – затухание медленное в направлении ↑ жесткости (С). Область ↑ возмущений вытягивается направлении ↑ С. Размер ее в направлении (С): Л ~ Н(Еi / Gi)\0,5, где Еi, Gi – модули упругости и сдвига. Устранение краевого эффекта – перерезание нитей за счет ↑ ширины.

КМ чувствителен к силовой и ТºС предистории: пористость, текстура матрицы направление волокон, разориентировка волокон.

Испытание на сжатие кольцевых образцов: внутренняя раздача и сжатие с наружи. Испытание на сдвиг (вытягивание) волокон из матрицы. Испытание на растяжение надрезанных образцов с двух сторон. Двухосное нагружение растяжение – сжатие. Испытание на изгиб образцов КМ с выточкой. Испыта-ние на растяжение диска. Испытание на кручение цилиндрических и призма-тических образцов. П = Мкр.раз/W

На растяжение, сжатие, изгиб, кручение

(ε)= (σ)/Е з-н Гука. Е-модуль нормальной упругости, относительная

(ε) ‌‌ ‌ = Δ l / l◦ - продольная деформация

(ε)┴ = Δ В / В◦ - поперечная деформация

μ = (ε) ‌‌ ‌ / (ε)┴ - коэффициент Пуассона

G = τ / γ – модуль сдвига, γ –относительный сдвиг Прочностные: (σ)в, (σ)s, (σ)уп при растяжении.

Пластические: относительное удлинение δ %, относительное сужение Ψ = Δ F / F◦,

ударная вязкость КСV (KCU) = Ар / F◦

Испытание на сжатие. При сжатии трение тормозит течение М на кон-тактных поверхностях → бочкообразной форме цилиндрических образцов, изменяется схема (σ) состояния, ↑ неравномер-ность (ε), ↑ усилие и расход энергии, износ инструмента, качество поверхности ↓. Если образец осажи-вать коническими бойками под <φ = < μ( коэфф. трения), то форма цилиндра сохранится. Испытание хрупких ПМ на сжатие позволяет определить прочность (σ)сж.= Р/F(МПа).При испытании на динамическое сжатие ↑ (ε) у торца образца формируется утолщение за счет ↑ сил инерции.

Тонкие трубы, стержни и ребра испытывают на устойчивость. С = L / BWE , где L , B, W- размеры образца, E – модуль упругости.

Испытания на сжатие (продольный изгиб)

Для образцов, длина l >> d – оценивают потерю устойчивости.

1.один конец жестко закреплен, другой подвижен

2.закреплен с двух сторон в опорах с острием, может отклоняться

3.один закреплен, второй – на опоре с острием

4.жестко закреплен двумя концами.

Гибкость чугуна - 80, Fe(армко)-112, низкоуглеродистая сталь – 105, упрочненная Т.О.сталь-90, легированная сталь- 86.

Испытание на изгиб с определением средней разрушающей пластической деформации. а) нахлесточное соединение; б) стыковое с полным проваром в) с непроваром г)образец разрушенный приспособление для испытаний