材料的力學(xué)性能ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-02-03 08:07本頁(yè)面
【正文】 向夾角增加，沖擊性能連續(xù)下降，而在當(dāng)纖維方向與受力方向平行時(shí)最低 。 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)金屬材料，由于斷裂韌性低，故在構(gòu)件切口根部出現(xiàn)可檢測(cè)的疲勞裂紋時(shí)，構(gòu)件可能變得不安全。 金屬材料的疲勞破壞往往是突然發(fā)生的，復(fù)合材料并非如此，常常難以確認(rèn)破壞與否，不會(huì)發(fā)生驟然破壞。正因?yàn)槿绱耍瑥?fù)合材料疲勞試驗(yàn)采用 強(qiáng)迫振動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī) 而很少用共振式疲勞試驗(yàn)機(jī)。 試樣的溫度升高會(huì)導(dǎo)致材料性能下降 ，降低頻率可減少試樣溫度的升高。 圖 1422 在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中疲勞裂紋的擴(kuò)展模式 a)在纖維斷裂處產(chǎn)生剪切裂紋； （ b） 在基體裂紋前面的界面上拉伸開裂 c)強(qiáng)纖維旁側(cè)的基體裂紋；（ d）在基體裂紋前面的韌性纖維中產(chǎn)生裂紋 （ e） 在基體裂紋前面的脆性纖維裂紋； M— 基體； F— 纖維 脆性基體復(fù)合材料的力學(xué)性能特點(diǎn) 以陶瓷基體復(fù)合材料（ CMC， Ceramic Matrix Composites）為代表的脆性基體復(fù)合材料在高溫結(jié)構(gòu)領(lǐng)域有許多潛在的用途 ,其力學(xué)性能也有著許多特點(diǎn)。纖維斷裂后存在一個(gè)平坦的鏡面，其半徑為 rm ，緊接著為放射線快速擴(kuò)展區(qū) A A rm 圖 14 23 碳纖維的斷裂鏡 箭頭處為斷裂鏡， A處為擴(kuò)展區(qū) 界面結(jié)構(gòu)和界面強(qiáng)度對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能起著關(guān)鍵性的影響，界面結(jié)合強(qiáng)度 并非愈高愈好 。 為了獲得高的 斷裂韌性和熱震 (thermoshock，亦稱作熱沖擊 )抗力，從陶瓷基復(fù)合材料界面的設(shè)計(jì)中應(yīng)采用弱界面結(jié)合 。因此其力學(xué)性能的測(cè)試、表征和評(píng)價(jià)均與傳統(tǒng)材料有很大不同。纖維編織構(gòu)成的復(fù)雜三維狀態(tài)對(duì)性能影響很大。這一階段一直持續(xù)到基體剛要產(chǎn)生裂紋的應(yīng)力 σmc為止，這一階段基本不產(chǎn)生損傷； 第二階段對(duì)應(yīng)著基體產(chǎn)生新裂紋，隨著應(yīng)力增加，基體裂紋不斷增加，宏觀上也表現(xiàn)為 近似的線形行為 。當(dāng)基體裂紋飽和后達(dá)到了應(yīng)力 σs，便開始了第三階段； 第三階段是 準(zhǔn)線形的陡峭的曲線 ，對(duì)應(yīng)著發(fā)生界面脫粘，由于纖維此時(shí)承擔(dān)著主要載荷，因此纖維不斷的發(fā)生斷裂，直至試樣斷裂應(yīng)力 σf 斷裂應(yīng)力 ? f隨溫度升高而增加，出現(xiàn)最大值，爾后隨溫度增加而下降。 例如 3DC/SiC復(fù)合材料在 11001300℃ 范圍內(nèi)出現(xiàn)最大值， C/C復(fù)合材料在 20222300℃ 范圍內(nèi)出現(xiàn)最大值
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