Преднапряжение

[Degen1103 25]

А вот интересно, как в Simulation смоделировать преднапряжённую конструкцию? Например, натянутую стальную арматуру в бетонной матрице. Или, скажем, изогнутую как лук упругую балку, стянутую "тетивой".

Какой тут м.б. оптимальный алгоритм и есть ли он? Вроде Simulation позволяет деформированную деталь выгружать, но позволит ли это её дальше нагружать по-разному?...

[Degen1103 25]

Гибридные композиты очень активно развиваются, и стеклоуглепластики явно лидируют. Вот тут можно некоторые примеры глянуть.

Подмешивать низкомодульный или среднемодульный карбон в арматуру давно пытаются, поскольку увеличение модуля от несчастных 50 хотя бы до 70-80 ГПа существенно расширяет возможности применения материала. Но что происходит в межфазном слое при остывании, как влияют климатические циклы - про это информации ноль. М.б., преувеличиваю, и на микро- и мезоуровне возникающие температурные напряжения совсем невелики - но с чего бы??? - понять не могу.

Изменено 4 марта 2021 пользователем Degen1103

[Fedor 1 597]

Примерное равенство  коэффициентов линейного расширения стали и бетона обеспечило эффективность железобетона как цельного материала :) 

[Degen1103 25]

Точней говоря, как композита. Где-то близость КТР критически важна, где-то желательна, а где-то и необязательна. Интересно, куда на этой шкале попадает гибридная арматура 

Изменено 4 марта 2021 пользователем Degen1103

[soklakov 1 475]

13 часов назад, Degen1103 сказал:

Но что происходит в межфазном слое при остывании, как влияют климатические циклы - про это информации ноль.

думаю, что тот стержень, который сжат больше - сжимается волной (теряет устойчивость).

2 часа назад, Fedor сказал:

Примерное равенство  коэффициентов линейного расширения стали и бетона обеспечило эффективность железобетона как цельного материала :) 

а неравенство этих коэффициентов мешает собрать корпус БРЕСТа. разница достаточно велика, чтобы имеющися прототип стальной кастрюли, залитой бетоном, ломало по полной.

13 часов назад, Degen1103 сказал:

Вот тут можно некоторые примеры глянуть.

что-то мне подозревается, что синергетических эффект тут зря приплетают.

 

 

 

 

 

[Degen1103 25]

Да, не очень удачное выражение, лучше "коллективный эффект".

 

Про кастрюлю ничего сказать не могу, а в потере устойчивости волокон внутри консолидированного композита сильно сомневаюсь. Куда им деваться? При нестеснённом сжатии подобные материалы разрушаются вроде бы по кинку, а внутри какой м.б. кинк? +

 

 

М.б., преувеличиваю опасность различия КТР, поскольку испытания дают расчётный смесевой модуль, т.е. карбон работает как задумано. Но червячок сомненья гложет...

Изменено 4 марта 2021 пользователем Degen1103

[Fedor 1 597]

Цитата

 испытания дают расчётный смесевой модуль

А как его считают, по равенству деформаций ?  

[Degen1103 25]

Ну да, по правилу смесей - простой пропорции при известных объёмных долях, при равных деформациях компонентов. Корейские товарищи глубже копают, моделируют разрывы высокомодульных ровингов (а не филаментов по отдельности). По идее, при условии сохранения адгезионной связи с матрицей, карбон при малом содержании просто не может не лопаться, а потом работает как некое направленное дисперсное армирование. Но это другой вопрос, а вот что происходит при температурном сжатии???...

Изменено 5 марта 2021 пользователем Degen1103

[Fedor 1 597]

Сжимается при охлаждении больше то у которого коэффициент больше. Другое будет мешать этому. То есть первое окажется растянутым ... 

[soklakov 1 475]

8 часов назад, Fedor сказал:

Другое будет мешать этому. То есть первое окажется растянутым ... 

а второе сжатым. и это будет углеродное волокно.

22 часа назад, Degen1103 сказал:

в потере устойчивости волокон внутри консолидированного композита сильно сомневаюсь. Куда им деваться?

так эпоксидка весьма податлива, а потеря устойчивости связана с не слишком большими поперечными перемещениями. по сути это балка на упругом основании. если ее сжимать, то она, конечно, теряет устойчивость не так, как без упругого основания, но потерять может.

итого после остывания получится, что стекло натянуто, а углеволокно сжато. сжатые стержни теряют устойчивость. есть упругое основание или нет - на важно. вопрос только в степени сжатия. конечно, внутри эпоксидки критическое уислие больше, чем без эпоксидки, но оно все ранво существует - критическое значение.

12 часов назад, Degen1103 сказал:

По идее, при условии сохранения адгезионной связи с матрицей, карбон при малом содержании просто не может не лопаться, а потом работает как некое направленное дисперсное армирование.

а вдеь условие может и не выполняться.

22 часа назад, Degen1103 сказал:

Да, не очень удачное выражение, лучше "коллективный эффект".

смысл не меняется)))

при чем после слова "обусловленным" все нормально написано, углерод порвался сразу везде. только при чем тут коллективный эффект, он же синергия... подозреваю, просто статья того времени, когда синергия еще была в моде, как нечто волшебное.

22 часа назад, Degen1103 сказал:

М.б., преувеличиваю опасность различия КТР, поскольку испытания дают расчётный смесевой модуль, т.е. карбон работает как задумано.

на правах фантазии: даже потерявшее устойчивость углеволокно сможет показать увеличенный модуль. оно ж в эпоксидке)))

[Degen1103 25]

Fibre prestressed polymer–matrix composites: A review

 

This article reviews the literature studies based on improving the mechanical properties of fibre–reinforced composites using fibre–prestressing method. The idea is characterized by pretensioning the fibres either elastically or viscoelastically prior matrix curing...

[Jesse 958]

58 минут назад, Degen1103 сказал:

Fibre prestressed polymer–matrix composites: A review

 

This article reviews the literature studies based on improving the mechanical properties of fibre–reinforced composites using fibre–prestressing method. The idea is characterized by pretensioning the fibres either elastically or viscoelastically prior matrix curing...

ну нифига себе.. композиты тоже преднапрягают что ли? они ведь итак достаточно сложны в изготовлении, сложный контроль, тех процесс и всё такое.. и цена соотв-ая.
а тут ещё и преднатяг. ну надо же..)

[Degen1103 25]

Как видим, пытаются

Ещё что любопытно: в стеклонаполненных термопластах с низкой прочностью сцепления волокна и матрицы значительную его долю обеспечивают усадочные напряжения полимера, создающие повышенное трение покоя, если можно так выразиться.