Cén fáth a bhfuil tionchar éasca ag cóimheas gné ar fheidhmíocht chomhbhrúite atreisiú snáithínghloine? Cad iad na coinníollacha criticiúla chun damáiste a bhrú agus a scoilteadh?

Is furasta an cóimheas gné, agus tá na coinníollacha criticiúla maidir le teip agus teip scoilteadh a bheith bainteach le hairíonna ábhartha agus le dáileadh struis go héasca ar fheidhmíocht chomhbhrúite treisithe fiberglass. Is anailís shonrach í seo a leanas:

1 、 Meicníocht tionchair an chóimheas gné ar fheidhmíocht chomhbhrúite

Is príomhfhachtóir tionchair é an cóimheas gné (λ, a shainmhínítear mar chóimheas fad éifeachtach na comhpháirte leis an nga íosta uainíochta a thrasghearradh) ar fheidhmíocht chomhbhrúite atreisiú fiberglass, agus is é seo a leanas a mheicníocht ghníomhaíochta:

Éifeacht éagobhsaíochta ceannasach

Euler ag cur strus criticiúil ar aghaidh: De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas gné, laghdaíonn an strus criticiúil Euler (σ _CR = π ² e/(λ ²)) go géar. Mar shampla, nuair a mhéadaíonn λ ó 40 go 80, laghdaíonn σ _CR ó thart ar 125 MPa go 31 MPa (ag glacadh le E = 40 GPa), atá i bhfad níos ísle ná neart comhbhrúite snáithín gloine (300-500 MPa de ghnáth).

Athrú ar an Mód ar Theip: Tá teip ar bharraí gearra (λ <50) go príomha, agus teipeann ar bharraí fada (λ> 80) teip ar bhuckling mar gheall ar éagobhsaíocht. Níl sa chumas iarbhír ach 10% -30% de neart comhbhrúite an ábhair.

Neamh -aonfhoirmeacht dáileadh struis

Éifeacht srianta deiridh: Faoi chomhbhrú aiseach, tarlaíonn tiúchan struis i limistéar srianta deiridh an athneartaithe fada, agus cuirtear bac ar leathnú trasnach an cheantair lár mar gheall ar éifeacht Poisson, ag cruthú réimse struis neamh-aonfhoirmeach.

Grádán briste snáithín: Síneann briseadh snáithín i mbeáir fhada ón deireadh go dtí an lár, agus laghdaíonn an fad idir dromchlaí briste le méadú λ, agus mar thoradh air sin laghdaítear laghdú ar chumas imthacaí.

Aimpliú anisotrópachta ábhartha

Feidhmíocht laga laga: Is é an neart lomadh cliathánach de threisiú fiberglass (thart ar 30-50 MPa) ach 1/10 den neart comhbhrúite aiseach. De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas gné, téann an chontrárthacht idir na riachtanais srianta cliathánacha agus na hairíonna ábhartha i bhfeidhm.

Comhéadan Luasghéarú Debonding: Leathnaíonn an comhéadan idir snáithíní agus maitrís i mbarraí fada ó áitiúla go dtí an foriomlán, ag laghdú an stiffness comhbhrúite foriomlán.

2 、 Coinníollacha Criticiúla chun Teip a Bhrú agus a Scoilteadh

1. Teip a bhrú

Meicníocht Trigger: Tarlaíonn sé nuair a sháraíonn an strus comhbhrúite aiseach an teorainn imthacaí microstruchtúrtha den snáithín gloine.

Riocht criticiúil:

Stát Strus: σ _ Aiseach ≥ σ _ Strain comhbhrúite (300-500 MPa).

Gnéithe millteacha: brúite snáithín, ilroinnt maitrís, le plána duillín 45 ° i trasghearradh, agus torann dian ag gabháil leis.

Teorainn an Chóimheas Slenderness: De ghnáth tarlaíonn sé i mbeáir ghearra le λ <50, áit ar féidir neamhaird a dhéanamh den éifeacht éagobhsaíochta.

2. Teip scoilte

Meicníocht Trigger: Tarlaíonn sé nuair a sháraíonn an strus teanntachta cliathánach an neart comhéadan maitrís snáithín nó neart teanntachta ábhair.

Riocht criticiúil:

Stát Strus: σ _Transverse ≥ σ _tensile_strend (50-100 MPa) nó τ _interface ≥ τ _ond_strend (10-20 MPa).

Saintréithe Damáiste: Gintear il-scoilteanna comhthreomhara feadh an treo aiseach, le trasghearradh 'cíor mar' agus le scamhadh maitríse in éineacht leis.

Crios íogaireachta an chóimheas gné: Nuair a bhíonn 50 <λ <80, méadaíonn an dóchúlacht go dtarlóidh teip scoilteadh go mór mar gheall ar an éifeacht chúplála atá ag éagobhsaíocht agus srianta cliathánacha.

3 、 Critéir chun modhanna millteacha a aithint

Bunaithe ar an gcóimheas gné λ agus paraiméadair feidhmíochta ábhartha, is féidir critéir idirdhealaithe mód teip a bhunú:

Critéir chun modhanna millteacha a aithint

Brú agus scrios λ ≤ λ _CR1 (thart ar 50) agus σ _ aiseach ≥ σ _compressive_strend

Teip scoilte: λ _CR1 <λ ≤λ _cr2 (thart ar 80) agus σ _Transverse ≥ σ _tensile_strend nó τ _intface ≥ τ _ond_strend

Teip buckling λ> λ _CR2 agus σ _ aiseach <σ _cr (strus criticiúil euler)

4 、 Moltaí Iarratais Innealtóireachta

Dearadh Treisithe Gearr (λ ≤ 50):

Príomhrialú ar neart comhbhrúite ábhair, ag baint úsáide as maitrís roisín ard modulus (E ≥ 50 GPa) chun cumas frith -éagobhsaíochta a fheabhsú.

Mol trastomhas trasghearrtha de ≥ 20 mm chun brú áitiúil a sheachaint.

Dearadh treisithe fad meánach (50 <λ≤ 80):

Ní mór neart comhbhrúite agus feidhmíocht srianadh cliathánach a fhíorú go comhuaineach. Moltar go n -úsáidfí treisiú foirceanta snáithín carbóin nó cóireáil ghainimh dromchla.

Is é an tiús ciseal cosanta íosta ≥ 2.5 uair an trastomhas den ábhar treisithe chun scoilteadh agus leathnú a chosc.

Dearadh treisithe fada (λ> 80):

Ní mór fíorú cobhsaíochta a dhéanamh, nó ní mór struchtúr ilchodach de phíobán cruach atá srianta ar phíobán a úsáid.

Cuir teorainn leis an gcóimheas gné go λ ≤ 100 chun teip ceannasach Euler a sheachaint.

5 、 Teorainneacha Taighde

Insamhladh Multiscale: Ag baint úsáide as samhail cúplála eilimint chríochta dinimic mhóilíneach, nochtann sé an mheicníocht iomaíoch idir briste snáithín agus dífhabhtú idirphearsanta.

Monatóireacht Chliste: Córas monatóireachta brú a fhorbairt bunaithe ar ghratings bragg snáithín chun rabhadh fíor-ama a sholáthar maidir le comharthaí luatha scoilteadh agus damáiste.

Ábhar Maitrís Nua: Forbraíodh maitrís roisín féin-leighis a scaoileann gníomhairí cneasaithe trí mhicrocapsules chun moill a chur ar iomadú crack.

Ní mór do dhearadh feidhmíochta comhbhrúite treisiú fiberglass machnamh cuimsitheach a dhéanamh ar an gcóimheas gné, ar anisotrópacht ábhartha, agus ar éifeachtaí cúplála modhanna teip. Trí anailís scagtha agus dearadh nuálaíoch, is féidir leathnú suntasach a dhéanamh ar a phoitéinseal feidhmithe i gcásanna ardéilimh amhail innealtóireacht mhuirí agus struchtúir seismeacha.