Ինչու՞ է ապակեպլաստե ամրացման սեղմման գործունակությունը հեշտությամբ ազդվում կողմերի հարաբերակցության վրա: Որո՞նք են կրիտիկական պայմանները փշրման և պառակտման վնասների համար:

Ապակեպլաստե ամրացման սեղմման կատարողականի վրա հեշտությամբ ազդում է կողմի հարաբերակցությունը, և ջախջախիչ ձախողման և պառակտման ձախողման կրիտիկական պայմանները սերտորեն կապված են նյութի հատկությունների և սթրեսի բաշխման հետ: Հետևյալը հատուկ վերլուծություն է.

1, Ճնշման կատարման վրա տեսանկյունների հարաբերակցության ազդեցության մեխանիզմը

Տեսակետի հարաբերակցությունը (λ, որը սահմանվում է որպես բաղադրիչի արդյունավետ երկարության հարաբերակցությունը նրա խաչմերուկի պտտման նվազագույն շառավղին) հանդիսանում է ապակեպլաստե ամրացման սեղմման վրա ազդող հիմնական գործոն, և դրա գործողության մեխանիզմը հետևյալն է.

Անկայունության էֆեկտը գերիշխող է

Էյլերի ճկման կրիտիկական լարում. Երբ կողմերի հարաբերակցությունը մեծանում է, Էյլերի ճկման կրիտիկական սթրեսը (σ _cr=π ² E/(λ ²)) կտրուկ նվազում է: Օրինակ, երբ λ-ն 40-ից դառնում է 80, σ _cr-ը նվազում է մոտ 125 ՄՊա-ից մինչև 31 ՄՊա (ենթադրելով E=40 ԳՊա), ինչը շատ ավելի ցածր է, քան ապակե մանրաթելի սեղմման ուժը (սովորաբար 300-500 ՄՊա):

Խափանման ռեժիմի փոփոխություն. Կարճ ձողերը (λ<50) հիմնականում ենթարկվում են ջախջախման, մինչդեռ երկար ձողերը (λ>80) ենթարկվում են ճկման ձախողման՝ անկայունության պատճառով: Փաստացի կրող հզորությունը կազմում է նյութի սեղմման ուժի միայն 10%-30%-ը:

Սթրեսի բաշխման ոչ միատեսակ

Վերջնական սահմանափակման էֆեկտ. Սռնային սեղմման ժամանակ լարվածության կոնցենտրացիան տեղի է ունենում երկար ամրացման վերջնական սահմանափակման տարածքում, իսկ միջին տարածքի լայնակի ընդլայնումը խոչընդոտվում է Պուասոնի ազդեցության պատճառով՝ ձևավորելով ոչ միատեսակ լարվածության դաշտ:

Մանրաթելերի կոտրվածքի գրադիենտ. երկար ձողերում մանրաթելերի կոտրվածքը տարածվում է ծայրից մինչև միջին, և կոտրվածքի մակերևույթների միջև հեռավորությունը նվազում է λ-ի ավելացման հետ, ինչը հանգեցնում է կրող հզորության աստիճանական նվազմանը:

Նյութի անիզոտրոպիայի ուժեղացում

Թույլ կողային կատարում. ապակեպլաստե ամրացման կողային կտրվածքի ուժը (մոտ 30-50 ՄՊա) կազմում է առանցքի սեղմման ուժի միայն 1/10-ը: Երբ ասպեկտների հարաբերակցությունը մեծանում է, կողային սահմանափակման պահանջների և նյութի հատկությունների միջև հակասությունն ուժեղանում է:

Ինտերֆեյսի անջատման արագացում. երկար ձողերով մանրաթելերի և մատրիցների միջև կապի անջատման միջերեսը ընդլայնվում է տեղականից մինչև ընդհանուր՝ նվազեցնելով սեղմման ընդհանուր կոշտությունը:

2, Կրիտիկական պայմաններ ջախջախման և պառակտման ձախողման համար

1. Ջախջախիչ ձախողում

Գործարկման մեխանիզմ. Դա տեղի է ունենում, երբ առանցքի սեղմման լարվածությունը գերազանցում է ապակե մանրաթելի միկրոկառուցվածքային կրող սահմանը:

Կրիտիկական վիճակ.

Լարման վիճակ՝ σ _ առանցքային ≥ σ _ սեղմող լարում (300-500 ՄՊա):

Կործանարար առանձնահատկություններ. Մանրաթելային կապոցների ջախջախում, մատրիցային մասնատում, 45° կտրվածքով սահող հարթությամբ լայնակի կտրվածքով, ուղեկցվում է ինտենսիվ աղմուկով:

Նիհարության հարաբերակցության սահմանափակում. սովորաբար տեղի է ունենում λ<50-ով կարճ շերտերում, որտեղ անկայունության էֆեկտը կարող է անտեսվել:

2. Պառակտման ձախողում

Գործարկման մեխանիզմ. Դա տեղի է ունենում, երբ կողային առաձգական լարվածությունը գերազանցում է մանրաթելային մատրիցայի միջերեսի կապի ուժը կամ նյութի առաձգական ուժը:

Կրիտիկական վիճակ.

Սթրեսային վիճակ՝ σ _ լայնակի ≥ σ _ առաձգական_թել (50-100 ՄՊա) կամ τ _ինտերֆեյս ≥ τ _ond_strend (10-20 ՄՊա):

Վնասի բնութագրերը. առանցքային ուղղությամբ առաջանում են բազմաթիվ զուգահեռ ճաքեր՝ «սանրի նման» խաչմերուկով և ուղեկցվում են մատրիցային պիլինգով:

Տեսակետի հարաբերակցության զգայունության գոտի. Երբ 50<λ<80 է, պառակտման ձախողման հավանականությունը զգալիորեն մեծանում է անկայունության և կողային սահմանափակումների միացման ազդեցության պատճառով:

3, Քայքայիչ եղանակների նույնականացման չափանիշներ

Ելնելով λ կողմի հարաբերակցության և նյութի կատարողականի պարամետրերից՝ խափանման ռեժիմի խտրականության չափանիշները կարող են սահմանվել.

Քայքայիչ եղանակների բացահայտման չափանիշներ

λ ≤ λ _cr1 (մոտավորապես 50) և σ _ առանցքային ≥ σ _սեղմող_մեղման ջարդում և ոչնչացում

Պառակտման ձախողում. λ _cr1<λ ≤λ _cr2 (մոտ 80) և σ _ լայնակի ≥ σ _առաձգական_թել կամ τ _ինտերֆեյս ≥ τ _ond_strend

Ճկման ձախողում λ>λ _cr2 և σ _ առանցքային<σ _cr (Էյլերի կրիտիկական սթրես)

4, Ինժեներական կիրառման առաջարկներ

Կարճ ամրացման ձևավորում (λ ≤ 50):

Նյութերի սեղմման ուժի հիմնական հսկողությունը՝ օգտագործելով բարձր մոդուլի խեժի մատրիցա (E ≥ 50 GPa)՝ բարձրացնելու հակակայունությունը:

Առաջարկեք ≥ 20 մմ խաչմերուկի տրամագիծ՝ տեղային ջախջախումից խուսափելու համար:

Միջին երկարության ամրացման դիզայն (50<λ≤ 80):

Ե՛վ սեղմման ուժը, և՛ կողային զսպման աշխատանքը պետք է ստուգվեն միաժամանակ: Խորհուրդ է տրվում օգտագործել ածխածնային մանրաթելից ոլորուն ամրացում կամ մակերեսային ավազահանման բուժում:

Պաշտպանիչ շերտի նվազագույն հաստությունը ≥ 2,5 անգամ գերազանցում է ամրապնդող նյութի տրամագիծը՝ պառակտումը և ընդլայնումը կանխելու համար:

Երկար ամրացման ձևավորում (λ>80):

Պետք է իրականացվի կայունության ստուգում, կամ պետք է օգտագործվի պողպատե խողովակների սահմանափակված ապակեպլաստե ամրացման կոմպոզիտային կառուցվածք:

Սահմանափակեք կողմերի հարաբերակցությունը λ ≤ 100-ով, որպեսզի խուսափեք Էյլերի ճկման գերիշխող ձախողումից:

5, Հետազոտական ​​սահմաններ

Բազմամասշտաբ սիմուլյացիա. Օգտագործելով մոլեկուլային դինամիկայի վերջավոր տարրերի միացման մոդելը, բացահայտեք մանրաթելի կոտրվածքի և միջերեսային անջատման միջև մրցակցային մեխանիզմը:

Խելացի մոնիտորինգ. Մշակեք լարվածության մոնիտորինգի համակարգ, որը հիմնված է մանրաթելային Bragg ցանցերի վրա, որպեսզի իրական ժամանակում նախազգուշացնեք պառակտման և վնասման վաղ նշանների մասին:

Նոր մատրիցային նյութ. Մշակվել է ինքնաբուժվող խեժի մատրիցա, որն ազատում է բուժիչ նյութեր միկրոկապսուլների միջոցով՝ հետաձգելու ճաքերի տարածումը:

Ապակեպլաստե ամրացման կոմպրեսիոն կատարողականի դիզայնը պետք է համակողմանիորեն հաշվի առնի կողմերի հարաբերակցությունը, նյութի անիզոտրոպությունը և խափանման ռեժիմների միացման ազդեցությունները: Զարգացած վերլուծության և նորարարական դիզայնի միջոցով դրա կիրառման ներուժը մեծ պահանջարկ ունեցող սցենարներում, ինչպիսիք են ծովային ճարտարագիտությունը և սեյսմիկ կառույցները, կարող է զգալիորեն ընդլայնվել: