Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs Taschenrechner

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Keramik und Verbundwerkstoffe

Mechanisches Verhalten und Testen

Phasendiagramme und Phasentransformationen

✖Spannung in der Matrix ist die Spannung beim Versagen des Verbundwerkstoffs.ⓘ Stress in der Matrix [τ_m]			+10% -10%
✖Volumenanteil der Fasern in faserverstärktem Verbundwerkstoff.ⓘ Volumenanteil der Ballaststoffe [V_f]			+10% -10%
✖Zugfestigkeit der Fasern im faserverstärkten Verbundwerkstoff.ⓘ Zugfestigkeit der Faser [σ_f]			+10% -10%

✖Längsfestigkeit von Verbundwerkstoffen, also ausgerichteten und endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.ⓘ Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs [σ_cl]

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Formel

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Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs

Formel

`"σ"_{"cl"} = "τ"_{"m"}*(1-"V"_{"f"})+"σ"_{"f"}*"V"_{"f"}`

Beispiel

`"31.865MPa"="70.1MPa"*(1-"0.6")+"6.375MPa"*"0.6"`

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Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs = Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)+Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe
σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f
Diese formel verwendet 4 Variablen

Verwendete Variablen

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs - (Gemessen in Pascal) - Längsfestigkeit von Verbundwerkstoffen, also ausgerichteten und endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.
Stress in der Matrix - (Gemessen in Pascal) - Spannung in der Matrix ist die Spannung beim Versagen des Verbundwerkstoffs.
Volumenanteil der Ballaststoffe - Volumenanteil der Fasern in faserverstärktem Verbundwerkstoff.
Zugfestigkeit der Faser - (Gemessen in Pascal) - Zugfestigkeit der Fasern im faserverstärkten Verbundwerkstoff.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Stress in der Matrix: 70.1 Megapascal --> 70100000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Volumenanteil der Ballaststoffe: 0.6 --> Keine Konvertierung erforderlich
Zugfestigkeit der Faser: 6.375 Megapascal --> 6375000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f --> 70100000*(1-0.6)+6375000*0.6

Auswerten ... ...

σ_cl = 31865000

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

31865000 Pascal -->31.865 Megapascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

31.865 Megapascal <-- Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Hariharan VS

Indisches Institut für Technologie (ICH S), Chennai

Hariharan VS hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Team Softusvista

Softusvista Office (Pune), Indien

Team Softusvista hat diesen Rechner und 1100+ weitere Rechner verifiziert!

< 10+ Keramik und Verbundwerkstoffe Taschenrechner

Elastizitätsmodul des Komposits in Querrichtung

Gehen Elastizitätsmodul in Querrichtung = (Elastizitätsmodul der Matrix im Komposit*Elastizitätsmodul der Faser in Verbundwerkstoffen)/(Volumenanteil der Ballaststoffe*Elastizitätsmodul der Matrix im Komposit+(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)*Elastizitätsmodul der Faser in Verbundwerkstoffen)

Längsfestigkeit des diskontinuierlichen faserverstärkten Verbundwerkstoffs (weniger als die kritische Länge)

Gehen Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser weniger als lc) = (Volumenanteil der Ballaststoffe*Faserlänge*Kritische Scherspannung/Faserdurchmesser)+Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)

Längsfestigkeit von diskontinuierlichem faserverstärktem Verbundwerkstoff

Gehen Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser) = Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe*(1-(Kritische Faserlänge/(2*Faserlänge)))+Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)

Elastizitätsmodul des Komposits in Längsrichtung

Gehen Elastizitätsmodul von Young in Längsrichtung = Elastizitätsmodul der Matrix im Komposit*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)+Elastizitätsmodul der Faser in Verbundwerkstoffen*Volumenanteil der Ballaststoffe

Elastizitätsmodul von porösem Material

Gehen Elastizitätsmodul von porösem Material = Elastizitätsmodul von nicht porösem Material*(1-(0.019*Volumenprozent der Porosität)+(0.00009*Volumenprozent der Porosität*Volumenprozent der Porosität))

Schottky-Defektkonzentration

Gehen Anzahl der Schottky-Defekte = Anzahl der Atomstellen*exp(-Aktivierungsenergie für die Schottky-Bildung/(2*Universelle Gas Konstante*Temperatur))

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs

Gehen Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs = Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)+Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe

Prozent ionischer Charakter

Gehen Prozent ionischer Charakter = 100*(1-exp(-0.25*(Elektronegativität von Element A.-Elektronegativität von Element B.)^2))

Kritische Faserlänge

Gehen Kritische Faserlänge = Zugfestigkeit der Faser*Faserdurchmesser/(2*Kritische Scherspannung)

Elastizitätsmodul aus Schermodul

Gehen Elastizitätsmodul = 2*Schermodul*(1+Poisson-Zahl)

< 12 Polymermatrix-Verbundwerkstoffe Taschenrechner

Volumenanteil der Matrix aus EM des Verbundstoffs (Querrichtung)

Gehen Volumenanteil der Matrix = Elastizitätsmodul der Matrix/Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Querrichtung)-(Elastizitätsmodul der Matrix*Volumenanteil der Ballaststoffe)/Elastizitätsmodul der Faser

Volumenanteil der Fasern aus EM des Verbundwerkstoffs (Querrichtung)

Gehen Volumenanteil der Ballaststoffe = Elastizitätsmodul der Faser/Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Querrichtung)-(Volumenanteil der Matrix*Elastizitätsmodul der Faser)/Elastizitätsmodul der Matrix

Volumenanteil der Fasern aus EM des Verbundwerkstoffs (Längsrichtung)

Gehen Volumenanteil der Ballaststoffe = (Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Längsrichtung)-Elastizitätsmodul der Matrix*Volumenanteil der Matrix)/Elastizitätsmodul der Faser

Volumenanteil der Matrix aus E des Verbundwerkstoffs (Längsrichtung)

Gehen Volumenanteil der Matrix = (Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Längsrichtung)-Elastizitätsmodul der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe)/Elastizitätsmodul der Matrix

Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs

Gehen Zugfestigkeit der Matrix = (Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs-Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe)/(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)

Zugfestigkeit von Fasern aus Längszugfestigkeit von Verbundwerkstoffen

Gehen Zugfestigkeit der Faser = (Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs-Zugfestigkeit der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe))/Volumenanteil der Ballaststoffe

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs

Gehen Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs = Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)+Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe

Volumenanteil der Fasern aus der Längszugfestigkeit des Verbundwerkstoffs

Gehen Volumenanteil der Ballaststoffe = (Zugfestigkeit der Matrix-Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs)/(Zugfestigkeit der Matrix-Zugfestigkeit der Faser)

Faser-Matrix-Bindungsstärke bei gegebener kritischer Faserlänge

Gehen Festigkeit der Faser-Matrix-Bindung = (Zugfestigkeit der Faser*Faserdurchmesser)/(2*Kritische Faserlänge)

Faserdurchmesser bei gegebener kritischer Faserlänge

Gehen Faserdurchmesser = (Kritische Faserlänge*2*Festigkeit der Faser-Matrix-Bindung)/Zugfestigkeit der Faser

Zugfestigkeit der Faser bei kritischer Faserlänge

Gehen Zugfestigkeit der Faser = (2*Kritische Faserlänge*Festigkeit der Faser-Matrix-Bindung)/Faserdurchmesser

Kritische Faserlänge

Gehen Kritische Faserlänge = Zugfestigkeit der Faser*Faserdurchmesser/(2*Kritische Scherspannung)

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs Formel

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs = Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)+Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe
σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f

Annahmen verwendet

Wenn angenommen wird, dass die Belastung der Faser größer ist als die Belastung der Matrix, versagen die Fasern vor der Matrix. Sobald die Fasern gebrochen sind, wird nun der größte Teil der von den Fasern getragenen Last auf die Matrix übertragen.

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