纖維復(fù)合材料層剪切-金屬結(jié)構(gòu)材料金相顯微鏡
由于對(duì)基體計(jì)算復(fù)雜程度的增加,在沒(méi)有計(jì)算機(jī)輔助的情況下,進(jìn)
行無(wú)差錯(cuò)的數(shù)學(xué)運(yùn)算根本不可能實(shí)施。有幸的是,現(xiàn)已研制出可完成這
些運(yùn)算的軟件。而且,計(jì)算機(jī)輸出與輸入信息保持良好。但用戶主要工
作必須查閱手冊(cè)中的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)材料性能外儲(chǔ)存器,再驗(yàn)證復(fù)合材料
所需常數(shù)和斷裂性能,并經(jīng)小批量和大批量加工試驗(yàn)即可完成。由于復(fù)
合材料沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)和可接受的“設(shè)計(jì)許可規(guī)范”,所以,許多大量使用復(fù)
合材料的組織機(jī)構(gòu)用自己的試驗(yàn)數(shù)據(jù)研制出“A”級(jí)和“B,,級(jí)許可規(guī)
范。由于樹(shù)脂,纖維和固化技術(shù)可變換編號(hào),所以,在標(biāo)準(zhǔn)化的強(qiáng)度和
模量值出版發(fā)生之前,還有一段時(shí)間得按金屬結(jié)構(gòu)材料的標(biāo)準(zhǔn)完成產(chǎn)品
設(shè)計(jì)。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)
合材料的層間設(shè)計(jì)
復(fù)合材料的設(shè)計(jì)過(guò)程包括層間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和部件的設(shè)計(jì)兩大部分,
而且還必須對(duì)制造工藝和耐環(huán)境暴露性加以考慮。為簡(jiǎn)化其工藝過(guò)程,
現(xiàn)分幾步驟闡述如下:
(1)運(yùn)用纖維復(fù)合材料層的正交各向異性特性。
1)為能傳遞內(nèi)平面拉伸或壓縮載荷,應(yīng)使纖維在載荷施加方向上取
向或排列;
2)為對(duì)付內(nèi)平面剪切載荷,要使大多數(shù)纖維與施加剪切載荷方向呈
45°形式排列;
3)對(duì)于正常和剪切內(nèi)平面的復(fù)合載荷,應(yīng)采用多向或中間層角度來(lái)
對(duì)付復(fù)合載荷作用。
(2)纖維層分散取向法。會(huì)使基體大裂縫形成的機(jī)率加大。這樣會(huì)
產(chǎn)生更低的層壓結(jié)構(gòu)許可規(guī)范,這或許是因?yàn)樵诜稚⑷∠虻膶訅航Y(jié)構(gòu)中
產(chǎn)生的大裂縫與小裂縫相比,會(huì)對(duì)纖維的損傷更嚴(yán)重,更容易形成分層
現(xiàn)象。
1)如果設(shè)計(jì)要所有的纖維層均為0。取向?qū)?,那么,在層壓結(jié)構(gòu)中
應(yīng)設(shè)置一些90。的纖維層(或許為錯(cuò)角層),以提供雙軸強(qiáng)度和穩(wěn)定性,
適應(yīng)于未料到的載荷作用。這樣可改進(jìn)結(jié)構(gòu)的可操作特性,也可用于防
止基體中大裂縫的形成。
2)在受載荷作用集中的地方,可采用織物或纖維氈,進(jìn)行局部增強(qiáng)
(這一技術(shù)可用于局部增強(qiáng)壓力罐圓;頂蓋)。
3)采用纖維織物,可防止或限制其表面受損或處理過(guò)程中損壞現(xiàn)象
。
4)在層壓結(jié)構(gòu)中應(yīng)確保纖維取向,
(3)為防止層壓結(jié)構(gòu)的性能與相鄰結(jié)構(gòu)的性能不匹配,應(yīng)選用合適
的預(yù)浸料,或者在其中設(shè)置剪切/分離層。
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