Испытания композитных материалов на определение сдвигового модуля упругости и максимальных сдвиговых напряжений
Значение модуля упругости максимальных сдвиговых напряжений композитного материала при сдвиге. Испытания на сдвиг в плоскости, на инженерный сдвиг. Критерии разрушения материала. Зависимость напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.09.2013 |
| Размер файла | 4,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ИСПЫТАНИЯ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ СДВИГОВОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И МАКСИМАЛЬНЫХ СДВИГОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Целью испытаний является определение значений модуля упругости максимальных сдвиговых напряжений композитного материала при сдвиге. Основанием для разработки программы испытаний стали американские стандарты ASTM D 3518/D 3518M - 94 и ASTM- D7078/D7078M - 05.
1. Испытания на сдвиг в плоскости
Образцы для проведения испытаний на определение модуля упругости по стандарту ASTM D 3518/D 3518M - 94 представляют собой прямоугольные пластины с накладками. Размеры представлены на рисунке 1. Участвующие в расчётах b(ширина) и д (толщина)образцов в рабочей зоне представлены в таблице 1.
Рисунок 1 - Геометрия испытанных образцов
1.1 МАТЕРИАЛ Т-10_старая ткань
Рисунок 3 - Общий вид образцов до проведения испытаний
Таблица 1 - Размеры образцов
|
№ образца |
b, мм |
д, мм |
|
|
2 |
25,58 |
2,27 |
|
|
3 |
25,33 |
2,23 |
|
|
4 |
24,58 |
2,3 |
|
|
5 |
24,16 |
2,22 |
Результаты испытаний представлены на рисунках 4-7 и таблице 2.
Таблица 2 - Результаты испытаний
|
№ образца |
ф0,2%, МПа |
G, ГПа |
|
|
2 |
18,1 |
3,61 |
|
|
3 |
18,6 |
3,59 |
|
|
4 |
17,9 |
3,75 |
|
|
5 |
18,6 |
3,75 |
Математическое ожидание величины G:
Стандартное отклонение:
Коэффициент вариации:
%
Математическое ожидание величины ф02:
Стандартное отклонение:
Коэффициент вариации:
%
Рисунок 4 - График зависимости напряжений сдвига от деформаций сдвига образца №2
Рисунок 5 - График зависимости напряжений сдвига от деформаций сдвига образца №3
Рисунок 6 - График зависимости напряжений сдвига от деформаций сдвига образца №4
Рисунок 7 - График зависимости напряжений сдвига от деформаций сдвига образца №5
2. Испытания на инженерный сдвиг
Образцы для проведения испытаний на определение предела прочности при сдвиге по стандарту ASTM D 7078/D 7078M - 05 представляют собой пластины вырезанные из листа материала. Размеры и форма образцов представлены на рисунке Рисунок 8. Участвующие в расчётах b(ширина) и д (толщина) образцов различных материалов в рабочей зоне представлены в таблицах 3 .
Рисунок 8 - Геометрия испытанных образцов
2.1 МАТЕРИАЛ Смола 1440
Критерием разрушения образцов из смолы стали максимальные напряжения растяжения. Графики зависимостей напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра приведены на рисунках 11-15.
Таблица 3 - Размеры образцов
|
№ образца |
b, мм |
д, мм |
|
|
1 |
33,0 |
4,48 |
|
|
2 |
32,67 |
4,62 |
|
|
3 |
33,1 |
4,6 |
|
|
4 |
33,76 |
4,8 |
|
|
5 |
33,25 |
4,95 |
Результаты испытаний представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Результаты испытаний
|
№ образца |
фВ, Мпа |
|
|
1 |
18,1 |
|
|
2 |
18,6 |
|
|
3 |
44,97 |
|
|
4 |
22,2 |
|
|
5 |
28,1 |
Математическое ожидание величины фВ:
сдвиг композитный материал напряжение
Стандартное отклонение:
Коэффициент вариации:
%
Рисунок 10 - Общий вид образцов до проведения испытаний
Рисунок 11 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 12 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №2
Рисунок 13 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №3
Рисунок 14 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №4
Рисунок 15 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №5
Рисунок 16 - Общий вид образцов после проведения испытаний
2.2 МАТЕРИАЛ Т-10_новая ткань (укладка ±45°)
Критерием разрушения материала с наполнителем стеклоткань Т-10 новая с углами армирования ±45 градусов стали максимальные напряжения сжатия (ввиду потери устойчивости сжатых волокон). Графики зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра приведены на -рисунках 17-21.
Таблица 5 - Размеры образцов
|
№ образца |
b, мм |
д, мм |
|
|
1 |
31,02 |
3,23 |
|
|
2 |
31,2 |
3,32 |
|
|
3 |
32,6 |
3,4 |
|
|
4 |
33,5 |
3,44 |
|
|
5 |
31,6 |
3,2 |
Результаты испытаний представлены на рисунке 13 и таблице 6.
Таблица 6 - Результаты испытаний
|
№ образца |
фВ, Мпа |
|
|
1 |
57,2 |
|
|
2 |
83,9 |
|
|
3 |
55,2 |
|
|
4 |
51,8 |
|
|
5 |
78,5 |
Математическое ожидание величины фВ:
Стандартное отклонение:
Коэффициент вариации:
%
Рисунок 17 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 18 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №2
Рисунок 19 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №3
Рисунок 20 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №4
Рисунок 21 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №5
Рисунок 22 - Общий вид образцов после проведения испытаний
2.3 МАТЕРИАЛ Т-10_новая ткань (укладка 0/90°)
Критерием разрушения материала с наполнителем стеклоткань Т-10 новая с углами армирования 0/90 градусов стали максимальные напряжения сдвига. Графики зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра приведены на рисунках 23-27.
Таблица 7 - Размеры образцов
|
№ образца |
b, мм |
д, мм |
|
|
1 |
31,57 |
3,34 |
|
|
2 |
31,4 |
2,94 |
|
|
3 |
31,23 |
3,17 |
|
|
4 |
31,41 |
3,0 |
|
|
5 |
31,06 |
2,85 |
Результаты испытаний представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Результаты испытаний
|
№ образца |
фВ, Мпа |
|
|
1 |
28,1 |
|
|
2 |
35,2 |
|
|
3 |
34,35 |
|
|
4 |
36,13 |
|
|
5 |
39,2 |
Математическое ожидание величины фВ:
Стандартное отклонение:
Коэффициент вариации:
%
Рисунок 23 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 24 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №2
Рисунок 25 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №3
Рисунок 26 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №4
Рисунок 27 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №5
Рисунок 28 - Общий вид образцов после проведения испытаний
2.4 МАТЕРИАЛ Т-10_старая ткань (укладка 0/90°)
Критерием разрушения материала с наполнителем стеклоткань Т-10 новая с углами армирования 0/90 градусов стали максимальные напряжения сдвига. Графики зависимостей напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра приведены на рисунках 15-18.
Таблица 9 - Размеры образцов
|
№ образца |
b, мм |
д, мм |
|
|
1 |
32,6 |
2,7 |
|
|
2 |
32,05 |
2,83 |
|
|
3 |
31,05 |
2,85 |
|
|
5 |
31,3 |
2,85 |
Таблица 10 - Результаты испытаний
|
№ образца |
фВ, Мпа |
|
|
1 |
42,8 |
|
|
2 |
39,8 |
|
|
3 |
38,1 |
|
|
5 |
36,55 |
Рисунок 29 - Образцы после проведения испытаний
Рисунок 30 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 31 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 32 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 33 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
2.4 МАТЕРИАЛ Т-10_старая ткань (укладка ±45°)
Критерием разрушения материала с наполнителем стеклоткань Т-10 новая с углами армирования ±45 градусов стали максимальные напряжения сжатия. Графики зависимостей напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра приведены на рисунках 35-39.
Таблица 11 - Размеры образцов
|
№ образца |
b, мм |
д, мм |
|
|
1 |
31,7 |
2,95 |
|
|
2 |
31,67 |
2,75 |
|
|
3 |
32, 5 |
2,78 |
|
|
4 |
32,26 |
2,86 |
|
|
5 |
31,68 |
2,7 |
Таблица 12 - Результаты испытаний
|
№ образца |
фВ, Мпа |
|
|
1 |
82,6 |
|
|
2 |
90,78 |
|
|
3 |
90,35 |
|
|
4 |
116,6 |
|
|
5 |
120,7 |
Математическое ожидание величины фВ:
Стандартное отклонение:
Коэффициент вариации:
%
Рисунок 34 - Образцы после проведения испытаний
Рисунок 35 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №1
Рисунок 36 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №2
Рисунок 37 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №3
Рисунок 38 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №4
Рисунок 39 - График зависимости напряжений сдвига от перемещений штока гидроцилиндра для образца №5
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вычисление главных напряжений. Углы наклона нормалей. Определение напряжений на наклонных площадках. Закон парности касательных напряжений. Параметры прочностных свойств материала, упругих свойств материала. Модуль упругости при растяжении (сжатии).
контрольная работа [417,0 K], добавлен 25.11.2015Анализ поведения материала при проведении испытания на растяжение материала и до разрушения. Основные механические характеристики пропорциональности, текучести, удлинения, прочности, упругости и пластичности материалов металлургической промышленности.
лабораторная работа [17,4 K], добавлен 12.01.2010Чистый сдвиг и его особенности. Мембранная аналогия при кручении. Потенциальная энергия при упругих деформациях кручения. Деформация при сдвиге. Кручение тонкостенного бруса замкнутого профиля. Стержни, работающие на кручение за пределами упругости.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 11.10.2013Определение динамических перемещений и напряжений в балке и пружине; сравнение расчетных и экспериментальных значений определяемых величин. Изучение методики испытаний материалов на ударный изгиб; определение ударной вязкости углеродистой стали и чугуна.
лабораторная работа [4,7 M], добавлен 06.10.2010Трещина в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений. Критерий Гриффитса. Скорость высвобождения упругой энергии. Напряжения при наличии трещин в материале. Проведение испытания образцов. Энергий разрушения. Определение удельной энергии разрушения.
отчет по практике [583,0 K], добавлен 17.11.2015Определение общего КПД привода. Выбор материала и определение допускаемых напряжений, проектный расчет закрытой цилиндрической передачи быстроходной ступени. Выбор материала и определение допускаемых напряжений тихоходной ступени. Сборка редуктора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.07.2009Изучение методики и экспериментальное определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием; сравнение расчетных и экспериментальных значений напряжений и отклонений от них. Определение напряжений при изгибе элемента конструкции.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 06.10.2010Физическая природа, механизмы релаксации напряжений в металлах и сплавах. Методы изучения релаксации напряжений. Влияние различных факторов на процесс релаксации напряжений и ее критерии. Влияние термомеханической обработки на стойкость сталей и сплавов.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 03.05.2009Схема и принцип работы устройства для измерения вязкости и модуля упругости веществ. Анализ по законам развития технических систем. Формула изобретения, статическая и динамическая модели технического противоречия при помощи катастрофы типа сборка.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.11.2012Кинематический расчет привода. Выбор твердости, термической обработки и материала колес. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Конструирование зубчатых колес, корпусных деталей, подшипников. Расчет валов на прочность.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.02.2015Кинематический расчет привода, который состоит из электродвигателя, ременной передачи, редуктора и муфты. Выбор материала, термической обработки, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Подбор подшипников качения выходного вала.
курсовая работа [374,1 K], добавлен 22.01.2014Выбор материала колес и допускаемых напряжений. Расчет червячной передачи, определение межосевого расстояния и модуля зацепления. Проверка на выносливость выходного вала. Подбор подшипников. Условие прочности шпонок на смятие и срез. Смазка редуктора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.10.2012Механические характеристики заданного материала, циклограмма напряжений, определение коэффициента снижения предела выносливости детали. Определение запаса прочности детали по циклической (усталостной) и статической прочности графическим методом.
курсовая работа [674,9 K], добавлен 15.05.2019Дифференциальные уравнения контактных напряжений при двумерной деформации. Современная теория распределения по дуге захвата нормальных и касательных напряжений. Изучение напряжений на контактных поверхностях валков, вращающихся с разными скоростями.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 19.06.2015Понятие морозостойкости и ее роль в длительности службы природных материалов. Определение потери прочности после циклов замораживания. Проведение испытания на теплостойкость методом Мартенса и методом Вика. Последствия нарушения теплостойкости материала.
реферат [19,8 K], добавлен 13.03.2012Особенности проектирования изделий из пластмасс. Критерии выбора полимерного материала, применение термопластичных и армирующих материалов, наполнителей, влияние влаги. Выбор допускаемых напряжений и дифференциальный метод определения запаса прочности.
реферат [27,2 K], добавлен 28.01.2011Технологии восстановления гидроцилиндра ТК-70204. Разработка рационального процесса восстановления изношенной детали и устранения дефектов штока. Выбор необходимого оборудования. Конструкция стенда для сборки-разборки и испытания гидроцилиндров.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 16.03.2015Экспериментальное определение максимальных прогибов и напряжений при косом изгибе балки и их сравнение с аналогичными расчетными значениями. Схема экспериментальной установки для исследования косого изгиба балки. Оценка прочности и жесткости балки.
лабораторная работа [176,9 K], добавлен 06.10.2010Определение частоты вращения приводного вала редуктора. Выбор материала и определение допускаемых напряжений червячных и зубчатых колес редуктора. Конструктивные размеры редуктора и подбор болтов. Выбор смазочных материалов и описание системы смазки.
курсовая работа [102,5 K], добавлен 01.04.2018Кинематические расчеты, выбор электродвигателя, расчет передаточного отношения и разбивка его по ступеням. Назначение материалов и термообработки, расчет допускаемых контактных напряжений зубчатых колес, допускаемых напряжений изгиба, размеров редуктора.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 29.07.2010
