Критична дължина - Fiber - Велика енциклопедия на нефт и газ, статия, страница 2
Критична дължина - влакно
Съставите с дискретни еднопосочни влакна се характеризират с наличието на влакна с дължина Ако се оставят ориентирани в посока на оста на разтягане, където lc е критичната дължина на влакното, под която матрицата не е в състояние да прехвърли целия товар върху влакното; при lf/s влакното остава недостатъчно натоварено. Това се дължи на следните причини. [16]
Критичната дължина на подсилващите влакна в еднопосочна пластмаса се разбира като тяхната минимална дължина, при която напреженията на срязване на границата с матрицата, прехвърляща товара върху влакната, са достатъчни за реализиране на якостта на влакната. Извеждането на формули за изчисляване на критичната дължина на влакната се основава на една от петте теории за разпределението на надлъжните напрежения на интерфейса влакно-свързващо вещество [2, с. Четири от тях приемат, че пластмасовите компоненти са еластично деформирани, докато петият предполага, че свързващото вещество проявява пластмасови свойства. [17]
На фиг. 5 показва друг пример за разпределение на напрежението в композита. В този случай се въвежда такава физическа концепция като критичната дължина на влакното, която е основната при разработването на теории за прогнозиране на прехвърлянето на товара през интерфейса. [19]
Понятията за якост на опън на матрица и влакно am и 0B са добре известни; техните стойности са включени в поредица от изрази, например за правило за смесване. Якостта на срязване на матрицата е включена в изразите за критичната дължина на влакното, което осигурява прехвърлянето на товара от матрицата към влакното. Някои от другите параметри, въведени на фиг. 3, не са били прилагани преди и ще бъдат малко използвани в книгата поради непознаване на съответните количествени стойности. Те бяха въведени, за да се подчертае тяхното значение за развитието на цялостна теория на интерфейса в системи от трети клас. Обаче, един от тези параметри, а именно крайната якост на реакционния продукт, беше количествено определен. Metcalfe [26] посочи, че модулът на еластичност на връзката, образувана чрез взаимодействие, е различен от този на матрицата и влакното. [21]
Като втвърдители на влакна се използват високоякостни стъклени, въглеродни, борни и органични влакна, метални проводници, както и влакна и нишковидни кристали на редица карбиди, оксиди, нитриди и други съединения. Съществува концепция за критичната дължина на влакната. Ако тя е не по-малка от определена стойност (подрязване на влакна), тогава композитният материал е само малко по-нисък по здравина от състава с непрекъснати влакна. [22]
Слюдата и воластонитът имат по-добро съотношение на твърдост спрямо теглото от фибростъклото, но слюдата е много абразивна и хигроскопична, а воластонитът има ниско съотношение дължина и диаметър на влакната. Тази характеристика е много важна, тъй като определя ефективността на влакната при армирането на матрицата. Когато се превиши определена критична дължина на влакното с даден диаметър, с увеличаване на натоварването се получава разкъсване, а не удължаване на полимерната основа. [23]