Содержание книги

44. Механика разрушения композиционных материалов. Т. Фудзии, М. Зако пер. с японского 113 стр.— М.: Мир, 1982. — 232c, ил.
2.83 Мb rar (djvu) Скачать книгу

Монография учебного характера, дополняющая имеющуюся на русском языке литературу но механике композиционных материалов. Основное внимание в ней уделено механике разрушения компошциоиных материалов при различных видах иагружения Авторы — известныеные японские ученые. Для специалистов по механике композитов Полезна студентам вузов как учебное Пособие

ОТ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА

Фудзии Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных ишг риалов: Пер. с японск. — М.: Мир, 1982. — 2.4L'c, ил. Монография учебного характера, дополняющая имеющуюся на русском языке литературу но механике композиционных материалов. Основное внимание в ней уделено механике разрушения компошциои-ных материалов при различных видах иагружения Авторы — hjbcc-t-ные японские ученые Для специалистов по механике композитов Полезна студентам вузов как учебное Сособие Редакция литературы по математическим наукам фудзии т., дзако М. МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Научный редактор П. Я. Корсоюцкая. Младший научный редактор Т. А. Денисова Художник Н. Н. Дронова. Художественный редактор В И. Шаповалов Технический редактор И. М, Кренделева. Корректор В. И. Киселева И Б №%33 (-.длю и набор 23.11.81. Подписано к печати 9.07.82. Формат 60 х 90V,,. Бумага тппо-1 рлфскля W» 1. Гарнитура латинская. Печать высокая. Бум. л. 7,25. Усл. печ. л. 14,50 Уел кр отт 14,86. Уч.-изд л. 12,34. Изд. № 1/1363 Тираж 6000 экз. Зак 1371 Цена 1 р. 40 к. ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР» 129820, Москва, И-Н0, ГСП, 1-й Рижский пер., 2.

Ленинградская типография JVs 2 головное предприятие ордена Трудового Красного Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга> им. Евгении Соколовой Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 198052, г. Ленинград» Л-52, Измайловский проспект, 29. 1703040000-171 041(01)82 38-82, ч. 1
Т. Fujii, M. Zako 1978 Перевод на русский язык, «Мир», 1982

Быстрое развитие науки о композиционных материалах, возникшей на стыке различных областей знаний, тесно связано с запросами современной техники. В короткие сроки были получены совершенно новые материалы с заранее заданными свойскими, разработаны технология их производства и методы расчеча.

Современная наука о таких материалах представляется чрезвычайно разветвленной и далекой от евоего завершения. Первой попыткой подвести итоги достигнутого в этой науке было издание восьмитомной серии монографий «Композиционные материалы» под редакцией Л. Браутмана и Р. Крока. Эти монографии вскоре были переведены на русский язык. Однако опубликование указанной серии не снижает потребности в компактных изданиях учебного характера, освещающих последние достижения науки о композитах по наиболее важным направлениям. Одним из таких руководств является предлагаемая книга Т. Фудзии и М. Дзако — учебное пособие, содержащее изложение ряда современных проблем механики композиционных материалов. Основное внимание уделено механике разрушения композитов при различных видах нагружения, подробно обсуждаются особенности разрушения при ударных нагрузках. Содержание книги достаточно полно отражено в предисловии авторов, и нет необходимости останавливаться на нем еще раз. Отметим только, что подготовительная часть книги — первые три главы — сокращена до минимума, а основной материал книги посвящен разнообразным аспектам механики разрушения композитов. Завершается книга небольшой главой, в которой затрагиваются вопросы проектирования элементов конструкций из композитов. Один из авторов, проф. Осакского университета Т. Фудзии, известный японский ученый, активно работающий в данной области, автор нескольких книг по сопротивлению материалов. Другой автор, д-р М. Дзако — сотрудник научно-исследовательского института одной из фирм, занимающихся

созданием и производством композитов; ом шиипмм миле автором книги по методу конечных элементом. Авторы дают краткий обзор результатом, гiuitiiniч нч.ц-сическими, рассматривают новейшие достижении и и lyir нии механики разрушения композитов, намечяим ну in миль нейших исследований. Книга содержит большое mi.....и г inn
экспериментальных результатов (в основном h.i нетчникои, малодоступных советскому читателю), широко nptvu'iiuwniio-щих все многообразие существующих композиций и услппий их испытаний. Не следует забывать, что в самой науке о раярушнпш композитов еще много неясного, поэтому создать исчерпывающий и безупречный учебник невозможно. На наш пи ляд, попытка авторов дать краткое и по возможности систематическое изложение ряда проблем механики разрушения композитов, отражающее современный этап развития этой науки, вполне удалась. В качестве замечания можно лишь отметить, что в книге некоторые сравнительно несложные вопросы излишне детализированы, в ряде же других мест изложение слишком сжато. Конечно, выбор и освещение материала в какой-то мере определялись научными интересами авторов. Основное достоинство книги — подробный и основательный обзор экспериментальных достижений в механике разрушения композиционных материалов. В этом отношении она вне конкуренции среди других книг на русском языке. В заключение хочется выразить благодарность проф. Н. А. Алфутову за научные консультации и активное сотрудничество в процессе нашей работы над переводом книги. В. И. Бурлаев ПРЕДИСЛОВИЕ

Значительный прогресс последних лет привел к революции в технологии материалов с высокими удельной прочностью и удельным модулем упругости, получаемых путем составления соответствующих композиций из мягкого, относительно ни.чкопрочного материала и высокопрочных волокон или частиц. Вполне естественно, что для улучшения физико-механических свойств композиционных материалов необходимо в достаточной степени изучить их механическое поведение.

Если композиционный материал определить как материал, образованный в результате смешения двух и более разнородных фаз и обладающий характеристиками, которых не имели исходные компоненты, то в таком случае к числу композиционных можно отнести большое число материалов.

Всестороннее освещение различных характеристик всех этих материалов оказывается довольно затруднительным. Изучение только лишь механических свойств таких материалов требует многосторонних исследований, которые и ведутся сейчас в самом широком плане многими исследователями. В данной книге предпринята попытка на основе последних научных достижений рассмотреть композиты в основном с точки зрения механики, обращая внимание на особенности их деформирования и разрушения. Эти сведения необходимы при проектировании и изготовлении деталей и конструкций. Книга может быть использована исследователями, занимающимися композитами, а также студентами третьего и четвертого курсов, знакомыми с курсом сопротивления материалов, и аспирантами соответствующих специальностей.

В гл. 1 изложены основные сведения о композитах. Глава 2 посвящена рассмотрению упругого поведения этих материалов, а гл. 3 — методу конечных элементов, который может быть эффективно использован при анализе механического поведения указанных материалов.

Глава 4 представляет собой введение в механику разрушения композитов. В гл. 5 п 6 рассмотрены соответственно характеристики статической и динамической прочности. В последней главе (гл. 7) изложены основные аспекты прочностного проем ир конструкций.
Исследования, проводимые в данной области, и ннсшнщгс время находятся в стадии развития. Можно считать, что кип га отражает один из этапов такого развития и попытку пит ров в какой-то степени внести жчнк-ть и понимпшк1 мгчн ники композиционных материалов Литры отдают rpftt* ш'мч в том, что их знания по композиционным материалам не ни-ляются идеальными и что не все в шипе изложено и лучшей форме.
Поэтому они были бы благодарны читателям m псе ценные замечания, направленные на улучшение книги. В заключение авторы хотели бы выразить глубокую признательность своему учителю Миёси Тосиро из Токийского университета за поддержку при издании книги и г-ну Саку-раи Мидзуо из издательства «Дзиккё сюппан кабусики кайся» за проделанную работу. Т. Фудзии, М. Дзако
Август 1978 г.


ЛИТЕРАТУРА

С.тго  Ц.   Новые  методы   решения  для   плоского   напряженного  со-
гюяния. — Сэйкацуся, 1948 (на японск. яз.).
Икэда Т. — Коку гаккай си,  1942, т. 9, с.  1209  (на японск. яз.).
Хираи Ц., Катаяма Д., Ивасэ Д. — Дзайрё,  1976, т. 25, с. 436  (на
японск. яз.).
Хаяси   Т. — Оё   буцури,    1962,   т.   31,   с.   808    (на   японск.   яз.).
Тикутэн  Т.,  Фудзии  Т.,  Оцуки  М. — Доклады  3-го  симпозиума  по облегчению конструкций  
 (Дай 3 кай кодзо-но кэйрёка симподзиуму
коэнсю), 1962, т. 11 (на японск. яз.).
Амидзима С. и др. — Дзайрё, 1972, т. 21, с. 76 (на японск. яз.).
Симамура А. — Дзайрё сикэн,  1959, т. 8, с. 868  (на японск. яз.). . Масуда   Ю. — Кёка  
 пурасутиккусу,    1972,   т.   18,   с.   481    (японск.). . Эндо К., Ватанабэ М. 
— Нихон кикай гаккай ромбунсю, 1974, т. 40,
с. 2462 (на японск. яз.).
. Sumsion   Н.   Т.,  Williams  D.   P.  Fatigue  of   Composite  Materials.— STP 5(>9,
 ASTM, 1975, p. 226.
Хосэгава Д. — Кёка пурасутиккусу, 1975, т. 21, с. 337  (японск.). , Фудзии Т. — 
Дзайрё, 1972, т. 21, с. 911  (на японск. яз.-)-. Мики X   Доклады  1-го симпозиум,-] 
по композиционным  материалам (ДпП I lutrt фуиуго дчлпрС гимпод.чиуму кочппо). — 
Пикка гирэн, 1968, г   -И 1   (им tntiiiirii   н i )
NnldiyiiMi    II,   Miifldiwn    /,   Fujli   T,    Mi/iik;iw;i     К — Proc.    
 19th
,! С М  U , I'l7li
Микки    i   У If iK >i:i л i<( 1'со I'liMiniuiyMc'i no komiio шцмомнмм материалам
(Дай   2   кип   фукуго   дяайрс'   симподзмуму   коэнсю).      Пикка   гирэн,
I!)(i!l, с   1   (ни ямонск. яз.).
Джоне   Б.  X.  Вероятностные  методы  и  надежность  конструкций.—
В кн.: Композиционные материалы./Под ред. Л. Браутмана и Р. Кро-
ка. Пер. с англ. Т. 8, ч. 2. — М.: Машиностроение,  1978, с. 42—80.
Halpin J. С, Kopf J. R., Goldberg W. J. — Composite Materials,  1970,
v. 4, p. 462.
Чамис К. К. Проектирование элементов конструкций из композитов. — В кн.: Композиционные 
материалы./Под ред. Л. Браутмана и Р. Крока. Пер. с англ. Т. 8, ч. 2. — М.: 
Машиностроение, 1978, с. 214—252.
Tsai S. W. — NASA CR-224, 1965.
Tsai S. W., Adms D. F., Doner D. R. — NASA CR-620, 1966. Кокубу М. Программа 
COMPOSITE-II расчета композиционных материалов.— В кн.: Доклады симпозиума по композиционным 
материалам (Фукуго дайрё симподзиуму ромбунсю), 1975 (японск.) Миёси Т., Сиратори М. Анализ
 деформаций и поведения конструкций при разрушении методом конечных элементов. — Дзиккё 
сюп-пан, 1976, с. 206 (на японск. яз.).
Технический совет по армированным пластмассам (Кёка пурасутиккусу гидзюцу кёкай). 
Введение в армированные пластмассы, 1968, с. 57 (на японск. яз.).
Гм|м Т., Mizukawa К. — Proc. 24th Annula Tech. Conf., S.P.I., Srr   M D, 1969.
hum К      Дзайрё, 1970, т. 19, с. 956 (на японск. яз.). i мм.1му|>.-|   А   Конструкции  
с заполнителем. — Никкан  когё  симбун-
i Ц,   I'Mi I    (11,1   ЯПОНСК.   ЯЗ-j.
Not.11|\ (, м, Crlsmant W. С. — Modern Plastics, 1966, v. 43, p. 120. I н||| I Ml/nknwfl K.,
 Yoshida S., Yamaguchi Y. — Proc 12th J (   M U    I'll.'), p   171.
VflM'ii I Ihixdn кикай гаккай си, 1973, т. 76, с. 713 (японск.) houri (i К \). -
 Composites, 1973, v, 4, p. 65.
ОГЛАВЛЕНИЕ

От редактора перевода.............
Предисловие...........        .....
Глава 1. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ .    -   .
1.1.  Появление  композиционных  материалов .   .
1.2.  Определение композиционного материала
1.3.  Типы композитов...........
1.3.1.  Композиты,   армированные   волокном .
1.3.2.  Композиты  с  дисперсными   частицами
Глава 2. МЕХАНИКА  КОМПОЗИТОВ............
2.1.  Композит как механическая система.........
2.2.  Строение композитов..............
2.3.  Правило  смесей    ....
2.4.  Теория   ячеек..................
2.5.  Теория  ортотроппых  материалов .
2.6.  Композиты,   армированные   дискретными   волокнами
2.7.  Оценка   значений   для   верхней   и   нижней   границ   модуля упругости  
 энергетическим    методом     .    .         ......
2.8.  Механика  слоистых  пластин............
2.8.1. Характеристики слоистых  пластин   [2.14—2.16] .    .   .
Глава 3. РАСЧЕТ   КОМПОЗИТОВ   МЕТОДОМ   КОНЕЧНЫХ   ЭЛЕМЕНТОВ     ...................
3.1.  Меюд   конечных   элементов.............
3.1.1.  Принцип   виртуальных   работ   [3.3].......
3.1.2.  Матрица жесткостей элементов.........
3.1.3.  Функция   перемещений   и   матрица   деформаций — перемещений   .................
3.1.4.  Матрица  напряжений — деформаций.......
3.1.5.  Матрица   жесткостей.............
3.2.  Примеры использования метода конечных элементов .   .   .
3.2.1.  Микроподход................
3.2.2.  Макроподход................
3.2.3  Расчет  слоистых  пластин с наполнителем.....
Глава 4. КОМПОЗИТЫ   И   МЕХАНИКА   РАЗРУШЕНИЯ.....
4.1.  Линейная   и   нелинейная   механика   разрушения.....
4.2.  Коэффициент   интенсивности   разрушения.......
4.3.  /-интеграл...................
4.4.  Испытания   на  трещиностойкость..........
4.4.1.  Испытания на трехточечный изгиб........
4.4.2.  /-интеграл.................

4.4.3.  Определение  Ж...............89
4.4.4.  Распределение   напряжений   и  развитие  трещины .   .   93
4.4.5.  Коэффициент поворота............95
4.5.  Метод  Бомона   [4.9]..............98
4.6.  Метод Си и др. [4.12]...............101
Глава 5. РАЗРУШЕНИЕ КОМПОЗИТОВ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НА-
ГРУЖЕНИИ   ..................107
5.1.  Поведение  композитов  при статическом  нагружении .   .   .107
5.2.  Теоретические  аспекты  разрушения  композитов.....109
5.3.  Основы прочности композитов, армированных  непрерывными  волокнами..................113
5.4.  Основы прочности композитов, армированных дискретными волокнами...................120
5.4.1.  Модель Кокса [5.161.............  121
5.4.2.  Модель  Аутуотера   [5.17]...........  122
5.4.3.  Модель Дау  [5.18]..............  122
5.4.4.  Модель Розена  [5.11].............  123
5.5.  Основы   прочности   композитов,   армированных   частицами  127
5.6.  Квааистатическое  деформирование композитов  и  их  поведение   при   разрушении......131
5.6.1.  Влияние скорости нагружения на деформации и разрушение композитов.............131
5.6.2.   Уравнение состояния и механика поведения композита   во   времени...............134
5.6.3.  Ползучесть композитов и предел ползучести      .   .   . 139
Глава 6. ДИНАМИЧЕСКОЕ   ДЕФОРМИРОВАНИЕ   КОМПОЗИТОВ
И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ РАЗРУШЕНИИ.......147
6.1.  Поведение композитов при высоких скоростях деформаций 147
6.1.1.  Метод   механического   моделирования......  150
6.1.2.   Уравнение состояния при высокоскоростном деформировании и фронт ударной волны   154
6.1.3.  Испытания   на   удар.............  158
6.1.4.  Процесс разрушения при ударе и плотность энергии удара       ..................   168
6.2.  Усталостное поведение композитов и предел прочности .    .  175
6.2.1.  Процесс   усталостного   разрушения   композитов .   .    . 175
6.2.2.  Усталость и механика рп:фуикчти .......      180
6.2.3.  Усталостная   прочность   полимерных   композитов,   армированных  волокнами........188
6.2.4.  Усталостная    прочность    металлических    композитов, армированных  волокном  195
6.2.5.  Усталостная   прочность   композитов   с   дисперсными частицами.................198
Главч 7. ПРОЧНОСТНОЕ   ПРОЕКТИРОВАНИЕ   КОМПОЗИТОВ .    . 201
7.1.  Особенности  прочностного проектирования  композитов .   .  201
7.2.  Концентрация   напряжений   и   чувствительность  к   надрезу  202
7.3.  Прочностные   характеристики   и   окружающая  среда .   .   .  206
7.4.   Надежность и разброс характеристик композитов ....  210
7.5.   Прочность слоистых пластин............  217
7.6.  Оптимизация  проектирования  конструкций.......  221
Литература....................... 224


Для получения паролей на архивы книг и др. материалов обращаться:
vokb-la@yandex.ru
По вопросам обмена материалами обращаться:
elected_kb@mail.ru

Обсудить литературу на форуме...

Здесь может быть Ваша реклама!

реклама:

реклама!

cтатистика:






ВОКБ ЛА "Кукушка" | о нас | магазин | гостевая | форум | библиотека | рассылка | авиа симуляторы
soft | рефераты | фото галерея | архив | реклама | контакты | ссылки
авиация | конструкции | компоновка | проектирование | двигатели | приборы | материаловедение | лётные испытания