Résistance longitudinale du composite Calculatrice

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✖La contrainte dans la matrice est la contrainte à la rupture du composite.ⓘ Contrainte dans la matrice [τ_m]			+10% -10%
✖Fraction volumique de fibre dans un composite renforcé de fibres.ⓘ Fraction volumique de fibres [V_f]			+10% -10%
✖Résistance à la traction de la fibre dans le composite renforcé de fibres.ⓘ Résistance à la traction de la fibre [σ_f]			+10% -10%

✖Résistance longitudinale du composite, c'est-à-dire un composite renforcé de fibres alignées et continues.ⓘ Résistance longitudinale du composite [σ_cl]

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Formule

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Résistance longitudinale du composite

Formule

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

Exemple

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

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Résistance longitudinale du composite Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Résistance longitudinale du composite = Contrainte dans la matrice*(1-Fraction volumique de fibres)+Résistance à la traction de la fibre*Fraction volumique de fibres
σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f
Cette formule utilise 4 Variables

Variables utilisées

Résistance longitudinale du composite - (Mesuré en Pascal) - Résistance longitudinale du composite, c'est-à-dire un composite renforcé de fibres alignées et continues.
Contrainte dans la matrice - (Mesuré en Pascal) - La contrainte dans la matrice est la contrainte à la rupture du composite.
Fraction volumique de fibres - Fraction volumique de fibre dans un composite renforcé de fibres.
Résistance à la traction de la fibre - (Mesuré en Pascal) - Résistance à la traction de la fibre dans le composite renforcé de fibres.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Contrainte dans la matrice: 70.1 Mégapascal --> 70100000 Pascal (Vérifiez la conversion ici)
Fraction volumique de fibres: 0.6 --> Aucune conversion requise
Résistance à la traction de la fibre: 6.375 Mégapascal --> 6375000 Pascal (Vérifiez la conversion ici)

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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

Évaluer ... ...

σ_cl = 31865000

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

31865000 Pascal -->31.865 Mégapascal (Vérifiez la conversion ici)

RÉPONSE FINALE

31.865 Mégapascal <-- Résistance longitudinale du composite

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Hariharan VS

Institut indien de technologie (IIT), Chennai

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Vérifié par Équipe Softusvista

Bureau de Softusvista (Pune), Inde

Équipe Softusvista a validé cette calculatrice et 1100+ autres calculatrices!

< 10+ Céramiques et composites Calculatrices

Module de Young du composite dans la direction transversale

Aller Module de Young dans le sens transversal = (Module de Young de la matrice en composite*Module de Young de la fibre dans le composite)/(Fraction volumique de fibres*Module de Young de la matrice en composite+(1-Fraction volumique de fibres)*Module de Young de la fibre dans le composite)

Résistance longitudinale du composite renforcé de fibres discontinues

Aller Résistance longitudinale du composite (fibre discontinue) = Résistance à la traction de la fibre*Fraction volumique de fibres*(1-(Longueur de fibre critique/(2*Longueur de fibre)))+Contrainte dans la matrice*(1-Fraction volumique de fibres)

Résistance longitudinale du composite renforcé de fibres discontinues (inférieure à la longueur critique)

Aller Résistance longitudinale du composite (fibre discontinue inférieure à lc) = (Fraction volumique de fibres*Longueur de fibre*Contrainte de cisaillement critique/Diamètre de fibre)+Contrainte dans la matrice*(1-Fraction volumique de fibres)

Module de Young du composite dans la direction longitudinale

Aller Module de Young du composite dans la direction longitudinale = Module de Young de la matrice en composite*(1-Fraction volumique de fibres)+Module de Young de la fibre dans le composite*Fraction volumique de fibres

Module de Young du matériau poreux

Aller Module de Young du matériau poreux = Module de Young du matériau non poreux*(1-(0.019*Pourcentage en volume de la porosité)+(0.00009*Pourcentage en volume de la porosité*Pourcentage en volume de la porosité))

Concentration de défaut de Schottky

Aller Nombre de défauts Schottky = Nombre de sites atomiques*exp(-Énergie d'activation pour la formation de Schottky/(2*Constante du gaz universel*Température))

Résistance longitudinale du composite

Aller Résistance longitudinale du composite = Contrainte dans la matrice*(1-Fraction volumique de fibres)+Résistance à la traction de la fibre*Fraction volumique de fibres

Longueur de fibre critique

Aller Longueur de fibre critique = Résistance à la traction de la fibre*Diamètre des fibres/(2*Contrainte de cisaillement critique)

Pourcentage de caractère ionique

Aller Pourcentage de caractère ionique = 100*(1-exp(-0.25*(Electronégativité de l'élément A-Electronégativité de l'élément B)^2))

Module de Young à partir du module de cisaillement

Aller Module d'Young = 2*Module de cisaillement*(1+Coefficient de Poisson)

< 12 Composites à matrice polymère Calculatrices

Fraction volumique de la matrice à partir de l'EM du composite (direction transversale)

Aller Fraction volumique de la matrice = Module élastique de la matrice/Composite à module élastique (direction transversale)-(Module élastique de la matrice*Fraction volumique de fibres)/Module élastique de la fibre

Fraction volumique de fibre de EM de composite (direction transversale)

Aller Fraction volumique de fibres = Module élastique de la fibre/Composite à module élastique (direction transversale)-(Fraction volumique de la matrice*Module élastique de la fibre)/Module élastique de la matrice

Fraction volumique de fibre à partir de la résistance à la traction longitudinale du composite

Aller Fraction volumique de fibres = (Résistance à la traction de la matrice-Résistance longitudinale du composite)/(Résistance à la traction de la matrice-Résistance à la traction de la fibre)

Fraction volumique de la matrice à partir de E du composite (direction longitudinale)

Aller Fraction volumique de la matrice = (Composite à module élastique (direction longitudinale)-Module élastique de la fibre*Fraction volumique de fibres)/Module élastique de la matrice

Fraction volumique de fibre à partir de l'EM du composite (direction longitudinale)

Aller Fraction volumique de fibres = (Composite à module élastique (direction longitudinale)-Module élastique de la matrice*Fraction volumique de la matrice)/Module élastique de la fibre

Résistance à la traction de la fibre à partir de la résistance à la traction longitudinale du composite

Aller Résistance à la traction de la fibre = (Résistance longitudinale du composite-Résistance à la traction de la matrice*(1-Fraction volumique de fibres))/Fraction volumique de fibres

Résistance à la traction de la matrice donnée Résistance à la traction longitudinale du composite

Aller Résistance à la traction de la matrice = (Résistance longitudinale du composite-Résistance à la traction de la fibre*Fraction volumique de fibres)/(1-Fraction volumique de fibres)

Résistance longitudinale du composite

Aller Résistance longitudinale du composite = Contrainte dans la matrice*(1-Fraction volumique de fibres)+Résistance à la traction de la fibre*Fraction volumique de fibres

Longueur de fibre critique

Aller Longueur de fibre critique = Résistance à la traction de la fibre*Diamètre des fibres/(2*Contrainte de cisaillement critique)

Force de liaison fibre-matrice compte tenu de la longueur critique de la fibre

Aller Force de liaison fibre-matrice = (Résistance à la traction de la fibre*Diamètre des fibres)/(2*Longueur de fibre critique)

Résistance à la traction de la fibre compte tenu de la longueur de fibre critique

Aller Résistance à la traction de la fibre = (2*Longueur de fibre critique*Force de liaison fibre-matrice)/Diamètre des fibres

Diamètre de fibre donné Longueur de fibre critique

Aller Diamètre des fibres = (Longueur de fibre critique*2*Force de liaison fibre-matrice)/Résistance à la traction de la fibre

Résistance longitudinale du composite Formule

Résistance longitudinale du composite = Contrainte dans la matrice*(1-Fraction volumique de fibres)+Résistance à la traction de la fibre*Fraction volumique de fibres
σ_cl = τ_m*(1-V_f)+σ_f*V_f

Hypothèses utilisées

Si l'on suppose que la contrainte sur la fibre est plus que la contrainte sur la matrice, alors les fibres échoueront avant la matrice. Une fois les fibres fracturées, la majorité de la charge qui était supportée par les fibres est désormais transférée à la matrice.

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