Шилэн ноосны арматурын шахалтын гүйцэтгэлд яагаад талуудын харьцаа амархан нөлөөлдөг вэ? Бутлах, хагалах гэмтлийн чухал нөхцөл юу вэ?

Шилэн арматурын шахалтын гүйцэтгэл нь талуудын харьцаанд амархан нөлөөлдөг бөгөөд бутлах эвдрэл, хуваагдлын эвдрэлийн чухал нөхцөл нь материалын шинж чанар, хүчдэлийн тархалттай нягт холбоотой байдаг. Дараах нь тусгай шинжилгээ юм.

1、 Шахалтын гүйцэтгэлд харьцааны нөлөөллийн механизм

Талбайн харьцаа (λ, бүрэлдэхүүн хэсгийн үр дүнтэй уртыг түүний хөндлөн огтлолын эргэлтийн хамгийн бага радиустай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог) нь шилэн арматурын шахалтын гүйцэтгэлд нөлөөлөх гол хүчин зүйл бөгөөд түүний үйл ажиллагааны механизм нь дараах байдалтай байна.

Тогтворгүй байдлын нөлөө давамгайлж байна

Эйлер гулзайлтын эгзэгтэй стресс: Хэмжээ ихсэх тусам Эйлерийн гулзайлтын критик стресс (σ _cr=π ² E/(λ ²)) огцом буурдаг. Жишээлбэл, λ 40-аас 80 хүртэл өсөхөд σ _cr нь ойролцоогоор 125 МПа-аас 31 МПа (E=40 GPa гэж үзвэл) хүртэл буурч, шилэн шилэн шахалтын бат бэхээс (ихэвчлэн 300-500 МПа) хамаагүй бага байна.

Гэмтлийн горимын өөрчлөлт: Богино баар (λ<50) голчлон бутлах эвдрэлд өртдөг бол урт баар (λ>80) тогтворгүй байдлын улмаас эвдрэлд ордог. Бодит даац нь материалын шахалтын бат бэхийн ердөө 10% -30% байна.

Стрессийн хуваарилалтын жигд бус байдал

Төгсгөлийн хязгаарлалтын нөлөө: Тэнхлэгийн шахалтын үед урт арматурын төгсгөлийн хязгаарлалтын хэсэгт хүчдэлийн концентраци үүсч, Пуассоны нөлөөгөөр дунд хэсгийн хөндлөн тэлэлт саад болж, жигд бус хүчдэлийн талбар үүсдэг.

Шилэн хагарлын градиент: Урт баарны утаснуудын хугарал нь төгсгөлөөс дунд хүртэл үргэлжилдэг ба хугарлын гадаргуугийн хоорондох зай нь λ ихсэх тусам багасч, даацын даац аажмаар буурдаг.

Материалын анизотропийн олшруулалт

Хажуугийн сул гүйцэтгэл: Шилэн арматурын хажуугийн зүсэлтийн бат бэх (ойролцоогоор 30-50 МПа) нь тэнхлэгийн шахалтын бат бэхийн зөвхөн 1/10 байна. Талуудын харьцаа нэмэгдэхийн хэрээр хажуугийн хязгаарлалтын шаардлага ба материалын шинж чанаруудын хоорондох зөрчилдөөн улам бүр нэмэгддэг.

Интерфэйсийг салгах хурдатгал: Урт баарны утас ба матриц хоорондын холболтын интерфэйс нь орон нутгийнхаас бүхэлдээ хүртэл өргөжиж, шахалтын ерөнхий хөшүүн байдлыг бууруулдаг.

2、 Бутлах, хуваах гэмтлийн эгзэгтэй нөхцөл

1. Бутлах эвдрэл

Триггер механизм: Энэ нь тэнхлэгийн шахалтын стресс нь шилэн эслэгийн микро бүтцийн даацын хязгаараас давсан үед үүсдэг.

Хүнд нөхцөл:

Хүчдэлийн төлөв: σ _ тэнхлэгийн ≥ σ _ шахалтын ачаалал (300-500 МПа).

Хортой шинж чанарууд: Шилэн утас бутлах, матрицын хуваагдал, хөндлөн огтлолын 45 ° гулсалтын хавтгай, хүчтэй дуу чимээ дагалддаг.

Нарийхан байдлын харьцааны хязгаарлалт: ихэвчлэн λ<50-тай богино бааранд тохиолддог бөгөөд тогтворгүй байдлын нөлөөг үл тоомсорлож болно.

2. Хагалах алдаа

Триггер механизм: Хажуугийн суналтын хүчдэл нь шилэн матрицын холболтын бат бэх эсвэл материалын суналтын бат бэхээс давсан үед үүсдэг.

Хүнд нөхцөл:

Хүчдэлийн төлөв: σ _хөндлөн ≥ σ суналтын_суралт (50-100 МПа) эсвэл τ _интерфэйс ≥ τ _ond_strend (10-20 МПа).

Гэмтлийн шинж чанар: Тэнхлэгийн дагуу олон тооны зэрэгцээ хагарал үүсч, 'сам шиг' хөндлөн огтлолтой, матрицын хальс дагалддаг.

Харьцааны мэдрэмжийн бүс: 50<λ<80 үед тогтворгүй байдал болон хажуугийн хязгаарлалтын холболтын нөлөөллөөс болж хуваагдал эвдрэх магадлал ихээхэн нэмэгддэг.

3、 Хор хөнөөлтэй горимыг тодорхойлох шалгуур

λ харьцаа болон материалын гүйцэтгэлийн параметрүүд дээр үндэслэн эвдрэлийн горимыг ялгах шалгуурыг тогтоож болно.

Хор хөнөөлтэй горимыг тодорхойлох шалгуурууд

λ ≤ λ _cr1 (ойролцоогоор 50) ба σ _ тэнхлэгийн ≥ σ _шахалтын_судасыг бутлах, устгах

Хагалах эвдрэл: λ _cr1<λ ≤λ _cr2 (80 орчим) ба σ _хөндлөн ≥ σ _суналтын_суралт эсвэл τ _интерфэйс ≥ τ _ond_strend

Бэхэлгээний эвдрэл λ>λ _cr2 ба σ _ тэнхлэгийн<σ _cr (Эйлерийн критик стресс)

4、 Инженерийн хэрэглээний зөвлөмжүүд

Богино арматурын загвар (λ ≤ 50):

Тогтворгүй байдлын эсрэг чадварыг сайжруулахын тулд өндөр модультай давирхайн матриц (E ≥ 50 GPa) ашиглан материалын шахалтын бат бэхийн гол хяналт.

Орон нутгийн бутлахаас зайлсхийхийн тулд ≥ 20 мм-ийн хөндлөн огтлолын диаметрийг санал болгож байна.

Дунд зэргийн урттай арматурын загвар (50<λ≤ 80):

Шахалтын бат бэх ба хажуугийн хязгаарлалтын гүйцэтгэлийг нэгэн зэрэг шалгах шаардлагатай. Нүүрстөрөгчийн файбер ороомгийн арматур эсвэл гадаргууг элсэрхэгээр эмчлэхийг зөвлөж байна.

Хамгаалалтын давхаргын хамгийн бага зузаан нь арматурын материалын диаметрээс ≥ 2.5 дахин их байж, хагарах, тэлэхээс сэргийлнэ.

Урт арматурын загвар (λ>80):

Тогтвортой байдлын баталгаажуулалт хийх шаардлагатай эсвэл ган хоолойн хязгаарлагдмал шилэн арматурын нийлмэл бүтцийг ашиглах шаардлагатай.

Эйлерийн гулзайлтын давамгайлсан эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд харьцааг λ ≤ 100 болгон хязгаарлана.

5、 Хил хязгаарыг судлах

Олон масштабтай симуляци: Молекулын динамикийн төгсгөлтэй элементийн холболтын загварыг ашиглан шилэн хугарал ба фаз хоорондын холболтын хоорондох өрсөлдөөнт механизмыг илчил.

Ухаалаг хяналт: Хагарах, гэмтэх эхний шинж тэмдгүүдийн талаар бодит цаг хугацаанд нь сэрэмжлүүлэхийн тулд шилэн Bragg тор дээр суурилсан хүчдэлийн хяналтын системийг хөгжүүлэх.

Шинэ матрицын материал: Хагарлын тархалтыг удаашруулахын тулд бичил капсулаар дамжуулан эдгээх бодисуудыг ялгаруулдаг өөрийгөө эдгээдэг давирхайн матрицыг боловсруулсан.

Шилэн арматурын шахалтын гүйцэтгэлийн загварт эвдрэлийн горимын харьцаа, материалын анизотропи, холболтын нөлөө зэргийг цогцоор нь авч үзэх шаардлагатай. Нарийвчилсан дүн шинжилгээ, шинэлэг дизайнаар дамжуулан далайн инженерчлэл, газар хөдлөлтийн барилга байгууламж зэрэг өндөр эрэлт хэрэгцээтэй хувилбаруудад ашиглах боломжийг мэдэгдэхүйц өргөжүүлэх боломжтой.