Продольная прочность прерывистого армированного волокнами композита (длина менее критической) Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета
Используемая формула
Продольная прочность композита (прерывистое волокно менее lc) = (Объемная доля клетчатки*Длина волокна*Критическое напряжение сдвига/Диаметр волокна)+Напряжение в матрице*(1-Объемная доля клетчатки)
σcd' = (Vf*l*τc/d)+τm*(1-Vf)
В этой формуле используются 6 Переменные
Используемые переменные
Продольная прочность композита (прерывистое волокно менее lc) - (Измеряется в паскаль) - Продольная прочность композита (прерывистое волокно менее lc), то есть длина волокна меньше критической длины в композите, армированном прерывистыми выровненными волокнами.
Объемная доля клетчатки - Объемная доля волокна в армированном волокном композите.
Длина волокна - (Измеряется в метр) - Длина волокна в композите
Критическое напряжение сдвига - (Измеряется в паскаль) - Критическое напряжение сдвига — это либо прочность связи волокна с матрицей, либо предел текучести матрицы при сдвиге, в зависимости от того, что ниже.
Диаметр волокна - (Измеряется в метр) - Диаметр волокна в композитах, армированных волокном.
Напряжение в матрице - (Измеряется в паскаль) - Напряжение в матрице – это напряжение при разрушении композита.
ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок
Объемная доля клетчатки: 0.5 --> Конверсия не требуется
Длина волокна: 0.001 метр --> 0.001 метр Конверсия не требуется
Критическое напряжение сдвига: 80 Мегапаскаль --> 80000000 паскаль (Проверьте преобразование здесь)
Диаметр волокна: 0.01 Миллиметр --> 1E-05 метр (Проверьте преобразование здесь)
Напряжение в матрице: 70 Мегапаскаль --> 70000000 паскаль (Проверьте преобразование здесь)
ШАГ 2: Оцените формулу
Подстановка входных значений в формулу
σcd' = (Vf*l*τc/d)+τm*(1-Vf) --> (0.5*0.001*80000000/1E-05)+70000000*(1-0.5)
Оценка ... ...
σcd' = 4035000000
ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода
4035000000 паскаль -->4035 Мегапаскаль (Проверьте преобразование здесь)
ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ
4035 Мегапаскаль <-- Продольная прочность композита (прерывистое волокно менее lc)
(Расчет завершен через 00.020 секунд)

Кредиты

Сделано Харихаран VS
Индийский технологический институт (ИИТ), Ченнаи
Харихаран VS создал этот калькулятор и еще 25+!
Офис Софтусвиста (Пуна), Индия
Команда Софтусвиста проверил этот калькулятор и еще 1100+!

10+ Керамика и композиты Калькуляторы

Модуль Юнга композита в поперечном направлении
Идти Модуль Юнга в поперечном направлении = (Модуль Юнга матрицы в композите*Модуль Юнга волокна в композите)/(Объемная доля клетчатки*Модуль Юнга матрицы в композите+(1-Объемная доля клетчатки)*Модуль Юнга волокна в композите)
Продольная прочность прерывистого армированного волокнами композита
Идти Продольная прочность композита (прерывистого волокна) = Прочность на растяжение волокна*Объемная доля клетчатки*(1-(Критическая длина волокна/(2*Длина волокна)))+Напряжение в матрице*(1-Объемная доля клетчатки)
Продольная прочность прерывистого армированного волокнами композита (длина менее критической)
Идти Продольная прочность композита (прерывистое волокно менее lc) = (Объемная доля клетчатки*Длина волокна*Критическое напряжение сдвига/Диаметр волокна)+Напряжение в матрице*(1-Объемная доля клетчатки)
Модуль Юнга пористого материала
Идти Модуль Юнга пористого материала = Модуль Юнга непористого материала*(1-(0.019*Объемный процент пористости)+(0.00009*Объемный процент пористости*Объемный процент пористости))
Концентрация дефекта Шоттки
Идти Количество дефектов Шоттки = Количество атомных сайтов*exp(-Энергия активации формации Шоттки/(2*Универсальная газовая постоянная*Температура))
Модуль Юнга композита в продольном направлении
Идти Модуль Юнга композита в продольном направлении = Модуль Юнга матрицы в композите*(1-Объемная доля клетчатки)+Модуль Юнга волокна в композите*Объемная доля клетчатки
Продольная прочность композита
Идти Продольная прочность композита = Стресс в матрице*(1-Объемная доля клетчатки)+Предел прочности волокна*Объемная доля клетчатки
Процент ионного характера
Идти Процент ионного характера = 100*(1-exp(-0.25*(Электроотрицательность элемента А-Электроотрицательность элемента B)^2))
Критическая длина волокна
Идти Критическая длина волокна = Предел прочности волокна*Диаметр волокна/(2*Критическое напряжение сдвига)
Модуль Юнга от модуля сдвига
Идти Модуль для младших = 2*Модуль сдвига*(1+Коэффициент Пуассона)

Продольная прочность прерывистого армированного волокнами композита (длина менее критической) формула

Продольная прочность композита (прерывистое волокно менее lc) = (Объемная доля клетчатки*Длина волокна*Критическое напряжение сдвига/Диаметр волокна)+Напряжение в матрице*(1-Объемная доля клетчатки)
σcd' = (Vf*l*τc/d)+τm*(1-Vf)

Композиты, армированные прерывистым и выровненным волокном

Несмотря на то, что эффективность армирования для прерывистых волокон ниже, чем для непрерывных волокон, композиты с прерывистыми и выровненными волокнами становятся все более важными на коммерческом рынке. Наиболее широко используется рубленое стекловолокно; однако также используются углеродные и арамидные прерывистые волокна. Эти коротковолокнистые композиты могут быть произведены с модулями упругости и прочности на разрыв, которые приближаются к 90% и 50%, соответственно, от их аналогов из непрерывных волокон.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!