1. СТРУКТУРА КОМПОЗИТОВ

Композитные материалы состоят из двух и более компонентов. Компоненты имеют различные механические свойства. Существуют следующие типы композитов: A. Композиты, усиленные частицами; B. Композиты, усиленные нарубленными волокнами; C. Однонаправленные композиты; D. Слоистые композиты; E. Пластики, усиленные тканями; F. Сотовые конструкции композитов.

Композитные материалы широко используются в аэрокосмических конструкциях, пассажирских самолетах, машинах и спортивном оборудовании. Использование пластиков, усиленных армидными волокнами 1, пластиков, усиленных углеродными волокнами 2, пластиков, усиленных гибридными волокнами (армид + углерод ) 3, и пластиков, усиленных стеклянными волокнами 4 уменьшает вес пассажирских самолетов.

Доля волокон устанавливается исследованием поперечного сечения образца. Параметр равен отношению полной площади частиц (волокон) к площади поперечного сечения образца. Для композитов, усиленных частицами и волокнами, модуль упругости увеличивается при большем содержании жестких частиц.

Разрушенные жесткие волокна в податливой матрице вызывают концентрацию напряжений на соседних волокнах. Коэффициент концентрации напряжений увеличивается при большей разнице модулей упругости матрицы и волокна. Он может изменятся от 1,2 до 1,5.

Существуют концентрации сдвиговых напряжений на поверхности между компонентами.

Концентрация напряжений в слоистых материалах больше, чем в изотропных материалах. Однако, прочность надрезанных композитных образцов достаточно высока. [0o/90o]2S означает, что композит собирается в двух слоях, ориентированных под углом 0o и 90o.

Растягивающие и касательные напряжения вызывают разные для композитных конструкций сценарии разрушения.

Сотовые конструкции композитов имеют высокую изгибную прочность. Потеря устойчивости при сжатии зависит от многих факторов, таких как, качество клея, размер соты, содержание волокон и т.д.

Существуют остаточные технологические микротрещины в композитах, усиленных частицами. Если термическое расширение выше для частиц, тогда частицы сжимаются после охлаждения. Слабые частицы содержат внутренние микротрещины. Если матрица или связь границ слабее, чем частиц, тогда появляются тангенциальные микротрещины в матрице и на границе.