复合材料设计显微结构的样本分析显微镜
在复合材料设计中,一般认为增加韧性是采用增加固有的显微结构的阻抗得到的。例如增加纤维含量、改善胶接强度等。这种方法称为内增韧法。但是对任何复合材料体系,特别是具有脆性基体的体系,实际的韧性源自裂纹顶端区的结构状况,采用机械的,显微结构的与环境的方法获得韧性(阻止裂纹扩展),依靠这种方法局部地减小裂纹扩展驱动力。这种方法称为外增韧法。
在工程设计中,了解复合材料在使用条件下断裂的细观机理与控制因素是很重要的。因为对于某一应用,要求确定:结构件的延性与设计许用值,复合材料的韧性与抗冲击损伤的能力,裂纹扩展(或损伤)累积速率,在循环载荷(疲劳)情况下的剩余强度与刚度。这些因素在恶劣环境与高温下是特别重要的。
细观与宏观的损伤与断裂。在细观上,找出韧性来源,并用显微结构对复合材料的特性作出解释。在宏观上,根据复合材料裂纹(或缺口)顶端损伤区的有关知识、零件上开口或孔的尺寸与几何形状,来确定结构件的较大设计应力。
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