Calculadora Resistencia longitudinal de composite discontinuo reforzado con fibra

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✖Resistencia a la tracción de la fibra en el material compuesto reforzado con fibra.ⓘ Resistencia a la tracción de la fibra [σ_f]			+10% -10%
✖Fracción de volumen de fibra en compuesto reforzado con fibra.ⓘ Fracción de volumen de fibra [V_f]			+10% -10%
✖Longitud de fibra crítica que es necesaria para el refuerzo y la rigidez efectivos del material compuesto.ⓘ Longitud crítica de fibra [l_c]			+10% -10%
✖Longitud de fibra presente en compositeⓘ Longitud de la fibra [l]			+10% -10%
✖El estrés en la matriz es el estrés en la falla del compuesto.ⓘ Estrés en Matrix [τ_m]			+10% -10%

✖Resistencia longitudinal del compuesto (fibra discontinua) que es compuesto de matriz de fibra discontinua y alineada. La longitud de la fibra es mayor que la longitud crítica.ⓘ Resistencia longitudinal de composite discontinuo reforzado con fibra [σ_cd]

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Fórmula

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Resistencia longitudinal de composite discontinuo reforzado con fibra

Fórmula

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

Ejemplo

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

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Resistencia longitudinal de composite discontinuo reforzado con fibra Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Resistencia longitudinal del composite (fibra discontinua) = Resistencia a la tracción de la fibra*Fracción de volumen de fibra*(1-(Longitud crítica de fibra/(2*Longitud de la fibra)))+Estrés en Matrix*(1-Fracción de volumen de fibra)
σ_cd = σ_f*V_f*(1-(l_c/(2*l)))+τ_m*(1-V_f)
Esta fórmula usa 6 Variables

Variables utilizadas

Resistencia longitudinal del composite (fibra discontinua) - (Medido en Pascal) - Resistencia longitudinal del compuesto (fibra discontinua) que es compuesto de matriz de fibra discontinua y alineada. La longitud de la fibra es mayor que la longitud crítica.
Resistencia a la tracción de la fibra - (Medido en Pascal) - Resistencia a la tracción de la fibra en el material compuesto reforzado con fibra.
Fracción de volumen de fibra - Fracción de volumen de fibra en compuesto reforzado con fibra.
Longitud crítica de fibra - (Medido en Metro) - Longitud de fibra crítica que es necesaria para el refuerzo y la rigidez efectivos del material compuesto.
Longitud de la fibra - (Medido en Metro) - Longitud de fibra presente en composite
Estrés en Matrix - (Medido en Pascal) - El estrés en la matriz es el estrés en la falla del compuesto.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Resistencia a la tracción de la fibra: 170 megapascales --> 170000000 Pascal (Verifique la conversión aquí)
Fracción de volumen de fibra: 0.5 --> No se requiere conversión
Longitud crítica de fibra: 0.25 Milímetro --> 0.00025 Metro (Verifique la conversión aquí)
Longitud de la fibra: 0.001 Metro --> 0.001 Metro No se requiere conversión
Estrés en Matrix: 70 megapascales --> 70000000 Pascal (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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)

Evaluar ... ...

σ_cd = 109375000

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

109375000 Pascal -->109.375 megapascales (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

109.375 megapascales <-- Resistencia longitudinal del composite (fibra discontinua)

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Hariharan VS

Instituto Indio de Tecnología (IIT), Chennai

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Verificada por Equipo Softusvista

Oficina Softusvista (Pune), India

¡Equipo Softusvista ha verificado esta calculadora y 1100+ más calculadoras!

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Módulo de Young de material compuesto en dirección transversal

Vamos Módulo de Young en dirección transversal = (Módulo de matriz de Young en compuesto*Módulo de Young de fibra en composite)/(Fracción de volumen de fibra*Módulo de matriz de Young en compuesto+(1-Fracción de volumen de fibra)*Módulo de Young de fibra en composite)

Resistencia longitudinal de composite discontinuo reforzado con fibra

Vamos Resistencia longitudinal del composite (fibra discontinua) = Resistencia a la tracción de la fibra*Fracción de volumen de fibra*(1-(Longitud crítica de fibra/(2*Longitud de la fibra)))+Estrés en Matrix*(1-Fracción de volumen de fibra)

Resistencia longitudinal del compuesto reforzado con fibra discontinua (menos de la longitud crítica)

Vamos Resistencia longitudinal del composite (fibra discontinua menor que lc) = (Fracción de volumen de fibra*Longitud de la fibra*Esfuerzo cortante crítico/Diámetro de fibra)+Estrés en Matrix*(1-Fracción de volumen de fibra)

Módulo de Young de material poroso

Vamos Módulo de Young de material poroso = Módulo de Young de material no poroso*(1-(0.019*Porcentaje de volumen de porosidad)+(0.00009*Porcentaje de volumen de porosidad*Porcentaje de volumen de porosidad))

Módulo de Young de composite en dirección longitudinal

Vamos Módulo de Young de composite en dirección longitudinal = Módulo de matriz de Young en compuesto*(1-Fracción de volumen de fibra)+Módulo de Young de fibra en composite*Fracción de volumen de fibra

Concentración de defectos de Schottky

Vamos Número de defectos de Schottky = Número de sitios atómicos*exp(-Energía de activación para la formación de Schottky/(2*Constante universal de gas*Temperatura))

Resistencia longitudinal del compuesto

Vamos Resistencia longitudinal del compuesto = Estrés en Matrix*(1-Fracción de volumen de fibra)+Resistencia a la tracción de la fibra*Fracción de volumen de fibra

Carácter iónico porcentual

Vamos Porcentaje de carácter iónico = 100*(1-exp(-0.25*(Electronegatividad del elemento A-Electronegatividad del elemento B)^2))

Longitud crítica de fibra

Vamos Longitud crítica de la fibra = Resistencia a la tracción de la fibra*Diámetro de fibra/(2*Esfuerzo cortante crítico)

Módulo de Young a partir del módulo de corte

Vamos El módulo de Young = 2*Módulo de corte*(1+El coeficiente de Poisson)

Resistencia longitudinal de composite discontinuo reforzado con fibra Fórmula

Compuestos reforzados con fibra discontinua y alineada

Aunque la eficiencia del refuerzo es menor para fibras discontinuas que para fibras continuas, los compuestos de fibras discontinuas y alineadas son cada vez más importantes en el mercado comercial. Las fibras de vidrio picadas se utilizan con mayor frecuencia; sin embargo, también se emplean fibras discontinuas de carbono y aramida. Estos compuestos de fibra corta se pueden producir con módulos de elasticidad y resistencia a la tracción que se acercan al 90% y 50%, respectivamente, de sus contrapartes de fibra continua.

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