Calculadora Resistencia longitudinal del compuesto

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Cerámica y composites

Comportamiento y pruebas mecánicas

Diagramas de fase y transformaciones de fase

✖La tensión en la matriz es la tensión en el momento de falla del compuesto.ⓘ Estrés en Matrix [τ_m]			+10% -10%
✖Fracción de volumen de fibra en compuesto reforzado con fibra.ⓘ Fracción de volumen de fibra [V_f]			+10% -10%
✖Resistencia a la tracción de la fibra en el compuesto reforzado con fibra.ⓘ Resistencia a la tracción de la fibra [σ_f]			+10% -10%

✖Resistencia longitudinal del compuesto, es decir, un compuesto reforzado con fibra alineado y continuo.ⓘ Resistencia longitudinal del compuesto [σ_cl]

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Fórmula

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Resistencia longitudinal del compuesto

Fórmula

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

Ejemplo

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

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Resistencia longitudinal del compuesto Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

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
σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f
Esta fórmula usa 4 Variables

Variables utilizadas

Resistencia longitudinal del compuesto - (Medido en Pascal) - Resistencia longitudinal del compuesto, es decir, un compuesto reforzado con fibra alineado y continuo.
Estrés en Matrix - (Medido en Pascal) - La tensión en la matriz es la tensión en el momento de falla del compuesto.
Fracción de volumen de fibra - Fracción de volumen de fibra en compuesto reforzado con fibra.
Resistencia a la tracción de la fibra - (Medido en Pascal) - Resistencia a la tracción de la fibra en el compuesto reforzado con fibra.

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

Estrés en Matrix: 70.1 megapascales --> 70100000 Pascal (Verifique la conversión aquí)
Fracción de volumen de fibra: 0.6 --> No se requiere conversión
Resistencia a la tracción de la fibra: 6.375 megapascales --> 6375000 Pascal (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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

Evaluar ... ...

σ_cl = 31865000

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

31865000 Pascal -->31.865 megapascales (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

31.865 megapascales <-- Resistencia longitudinal del compuesto

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Hariharan VS

Instituto Indio de Tecnología (IIT), Chennai

¡Hariharan VS ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por Equipo Softusvista

Oficina Softusvista (Pune), India

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

< 10+ Cerámica y composites Calculadoras

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)

< 12 Compuestos de matriz polimérica Calculadoras

Fracción de volumen de matriz de EM de compuesto (dirección transversal)

Vamos Fracción de volumen de la matriz = Módulo elástico de matriz/Compuesto de módulo elástico (dirección transversal)-(Módulo elástico de matriz*Fracción de volumen de fibra)/Módulo elástico de fibra

Fracción de volumen de fibra de EM de compuesto (dirección transversal)

Vamos Fracción de volumen de fibra = Módulo elástico de fibra/Compuesto de módulo elástico (dirección transversal)-(Fracción de volumen de la matriz*Módulo elástico de fibra)/Módulo elástico de matriz

Fracción de volumen de fibra de la resistencia a la tracción longitudinal del compuesto

Vamos Fracción de volumen de fibra = (Resistencia a la tracción de la matriz-Resistencia longitudinal del compuesto)/(Resistencia a la tracción de la matriz-Resistencia a la tracción de la fibra)

Resistencia a la tracción de la fibra a partir de la resistencia a la tracción longitudinal del compuesto

Vamos Resistencia a la tracción de la fibra = (Resistencia longitudinal del compuesto-Resistencia a la tracción de la matriz*(1-Fracción de volumen de fibra))/Fracción de volumen de fibra

Resistencia a la tracción de la matriz dada la resistencia a la tracción longitudinal del compuesto

Vamos Resistencia a la tracción de la matriz = (Resistencia longitudinal del compuesto-Resistencia a la tracción de la fibra*Fracción de volumen de fibra)/(1-Fracción de volumen de fibra)

Fracción de volumen de matriz de E de compuesto (dirección longitudinal)

Vamos Fracción de volumen de la matriz = (Compuesto de módulo elástico (dirección longitudinal)-Módulo elástico de fibra*Fracción de volumen de fibra)/Módulo elástico de matriz

Fracción de volumen de fibra de EM de compuesto (dirección longitudinal)

Vamos Fracción de volumen de fibra = (Compuesto de módulo elástico (dirección longitudinal)-Módulo elástico de matriz*Fracción de volumen de la matriz)/Módulo elástico de fibra

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

Fuerza de unión fibra-matriz dada la longitud crítica de la fibra

Vamos Fuerza de unión fibra-matriz = (Resistencia a la tracción de la fibra*Diámetro de fibra)/(2*Longitud crítica de la fibra)

Resistencia a la tracción de la fibra dada la longitud crítica de la fibra

Vamos Resistencia a la tracción de la fibra = (2*Longitud crítica de la fibra*Fuerza de unión fibra-matriz)/Diámetro de fibra

Diámetro de fibra dada la longitud crítica de fibra

Vamos Diámetro de fibra = (Longitud crítica de la fibra*2*Fuerza de unión fibra-matriz)/Resistencia a la tracción de la fibra

Longitud crítica de fibra

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

Resistencia longitudinal del compuesto Fórmula

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
σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f

Supuestos utilizados

Si se supone que la tensión en la fibra es más que la tensión en la matriz, las fibras fallarán antes que la matriz. Una vez que las fibras se han fracturado, la mayor parte de la carga que soportan las fibras se transfiere ahora a la matriz.

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