Längsfestigkeit von diskontinuierlichem faserverstärktem Verbundwerkstoff Taschenrechner

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Keramik und Verbundwerkstoffe

Mechanisches Verhalten und Testen

Phasendiagramme und Phasentransformationen

✖Zugfestigkeit der Fasern im faserverstärkten Verbundwerkstoff.ⓘ Zugfestigkeit der Faser [σ_f]			+10% -10%
✖Volumenanteil der Fasern in faserverstärktem Verbundwerkstoff.ⓘ Volumenanteil der Ballaststoffe [V_f]			+10% -10%
✖Kritische Faserlänge, die für eine wirksame Verstärkung und Versteifung des Verbundwerkstoffs erforderlich ist.ⓘ Kritische Faserlänge [l_c]			+10% -10%
✖Faserlänge im Verbund vorhandenⓘ Faserlänge [l]			+10% -10%
✖Spannung in der Matrix ist die Spannung beim Versagen des Verbundwerkstoffs.ⓘ Stress in der Matrix [τ_m]			+10% -10%

✖Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser), der ein diskontinuierlicher und ausgerichteter Fasermatrixverbundstoff ist. Die Faserlänge ist größer als die kritische Länge.ⓘ Längsfestigkeit von diskontinuierlichem faserverstärktem Verbundwerkstoff [σ_cd]

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Formel

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Längsfestigkeit von diskontinuierlichem faserverstärktem Verbundwerkstoff

Formel

`"σ"_{"cd"} = "σ"_{"f"}*"V"_{"f"}*(1-("l"_{"c"}/(2*"l")))+"τ"_{"m"}*(1-"V"_{"f"})`

Beispiel

`"109.375MPa"="170MPa"*"0.5"*(1-("0.25mm"/(2*"0.001m")))+"70MPa"*(1-"0.5")`

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Längsfestigkeit von diskontinuierlichem faserverstärktem Verbundwerkstoff Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser) = Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe*(1-(Kritische Faserlänge/(2*Faserlänge)))+Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)
σ_cd = σ_f*V_f*(1-(l_c/(2*l)))+τ_m*(1-V_f)
Diese formel verwendet 6 Variablen

Verwendete Variablen

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser) - (Gemessen in Pascal) - Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser), der ein diskontinuierlicher und ausgerichteter Fasermatrixverbundstoff ist. Die Faserlänge ist größer als die kritische Länge.
Zugfestigkeit der Faser - (Gemessen in Pascal) - Zugfestigkeit der Fasern im faserverstärkten Verbundwerkstoff.
Volumenanteil der Ballaststoffe - Volumenanteil der Fasern in faserverstärktem Verbundwerkstoff.
Kritische Faserlänge - (Gemessen in Meter) - Kritische Faserlänge, die für eine wirksame Verstärkung und Versteifung des Verbundwerkstoffs erforderlich ist.
Faserlänge - (Gemessen in Meter) - Faserlänge im Verbund vorhanden
Stress in der Matrix - (Gemessen in Pascal) - Spannung in der Matrix ist die Spannung beim Versagen des Verbundwerkstoffs.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Zugfestigkeit der Faser: 170 Megapascal --> 170000000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Volumenanteil der Ballaststoffe: 0.5 --> Keine Konvertierung erforderlich
Kritische Faserlänge: 0.25 Millimeter --> 0.00025 Meter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Faserlänge: 0.001 Meter --> 0.001 Meter Keine Konvertierung erforderlich
Stress in der Matrix: 70 Megapascal --> 70000000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

σ_cd = σ_f*V_f*(1-(l_c/(2*l)))+τ_m*(1-V_f) --> 170000000*0.5*(1-(0.00025/(2*0.001)))+70000000*(1-0.5)

Auswerten ... ...

σ_cd = 109375000

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

109375000 Pascal -->109.375 Megapascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

109.375 Megapascal <-- Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs (diskontinuierliche Faser)

(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!

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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)

Längsfestigkeit von diskontinuierlichem faserverstärktem Verbundwerkstoff Formel

Diskontinuierliche und ausgerichtete faserverstärkte Verbundwerkstoffe

Obwohl die Verstärkungseffizienz für diskontinuierliche Fasern geringer ist als für kontinuierliche Fasern, gewinnen diskontinuierliche und ausgerichtete Faserverbundwerkstoffe auf dem kommerziellen Markt zunehmend an Bedeutung. Gehackte Glasfasern werden am häufigsten verwendet; Es werden jedoch auch diskontinuierliche Kohlenstoff- und Aramidfasern verwendet. Diese Kurzfaserverbundstoffe können mit Elastizitätsmodulen und Zugfestigkeiten hergestellt werden, die sich 90% bzw. 50% ihrer Gegenstücke aus kontinuierlichen Fasern nähern.

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