Матричного материала

Матричные уравнения (3.28) и (3.29) соответствуют двум противоположным направлениям обхода контура от звена k к звену 0. Приравнивая правые части выражений (3.28) и (3.29), получаем матричное уравнение замкнутости контура:

Составим матричное уравнение к системе координат хоуого.

Решение. В общем виде матричное уравнение для определения координат точки D в системе *о#ого имеет ВИД

где rD —столбец координат точки D в системе хау3гя, [см. (3.9)], не изменяющийся при перемещении схвата, м; Л^, Л°3 —матрицы поворота, определяемые выражениями (3.11) и (3.12) и зависящие от положения руки манипулятора; L°j, L°2 — матрицы переноса (м), определяемые выражениями (3.10). Пользуясь зависимостью (3.28), составляем матричное уравнение для определения матрицы кратчайшего расстояния DD*:

Матричное уравнение решаемой задачи имеет вид

Общее матричное уравнение, устанавливающее связь между координатами системы / и t, имеет вид

Матричное уравнение для перехода от системы 5 к системе 4 согласно (18.18) запишется в виде

Матричное уравнение перехода к системе 3

Матричное уравнение перехода к системе 2

Матричное уравнение перехода к системе 1

Матричное уравнение перехода к системе координат х0уаг0 при этом принимает вид

В качестве нагружающей системы используется машина растяжения — сжатия РМ-102, обеспечивающая силовое нагружение до 25 кН в режиме заданной скорости деформирования. Образец 1 в виде диска из матричного материала,

Критическая длина волокна (наименьшая длина, при которой волокно может действовать в композите), а также касательное напряжение на поверхности раздела волокна и пластической матрицы, характеризующее прочность связи волокна и матрицы, могут быть оценены по методике выдергивания одиночного волокна из материала матрицы. На рис. 68 показан образец, состоящий из диска матричного материала, в торец которого запрессовано одиночное волокно. Подрезая торец образца, можно создавать зоны сцепления волокна и матрицы различной длины h. Принципиальная схема испытательной установки показана на рис. 69.

Специфические проблемы возникают при наличии особенностей, таких, как концы волокон и разрывы волокон. Простейшая изученная модель в этом случае представляет собой одиночное волокно, помещенное в цилиндр из матричного материала, при осевом нагружении. Распределение касательного напряжения на границе между волокном и матрицей в этой модели изучено в работах Кокса [12] и Дау [21]. Полученные результаты, однако, оказываются недостаточными вблизи конца волокна, поскольку они не учитывают влияния его формы и не позволяют вычислить максимальные возникающие здесь напряжения. Этот недостаток аналитического решения явился причиной проведения цикла фотоупругих исследований.

видно, что изменение предела текучести аустенитных нержавеющих сталей, по всей вероятности, имеет насыщение после облучения сравнительно небольшими интегральными потоками (около 1-Ю19 нейтрон/см2). С увеличением потока происходит увеличение предела прочности (см. рис. 5.7). Бор добавляют к различным материалам, используемым в системе управления и защиты. Для изучения влияния облучения была исследована сталь 304, содержащая от 0,5 до 1,0 вес.% В10. В этом случае имеет место двоякий эффект: повреждение матричного материала быстрыми нейтронами и образование лития и гелия в результате реакции на В10.

Были проведены также эксперименты [11] по введению в локальные участки поверхности быстрорежущей стали Р18 легирующих элементов (углерода, смеси компонентов твердых сплавов ВКЗ, ВК6, Т15К6) с помощью квазистационарного излучения рубинового лазера. На основании рентгеноструктурного анализа установлено, что изменение параметров решетки матричного материала происходит в результате влияния легирующих элементов, а также растворения в нем карбидов. При легировании углеродом содержание его в исходном материале увеличилось до 3,3%, а при введении порошкообразной смеси компонентов твердого сплава ВКЗ содержание вольфрама возросло в 1,7 раза.

При исследовании процесса легирования материала в условиях лазерного облучения изучались различные способы предварительного нанесения слоя легирующего элемента на матрицу: накатка фольги из легирующего материала, электролитическое осаждение легирующего материала, детонационное покрытие, плазменное'напыление легирующих элементов, нанесение порошка или специальной обмазки и др. [16]. Наиболее значительным недостатком первого способа нанесения слоя легирующего элемента является высокое тепловое сопротивление между легирующим элементом и матрицей, препятствующее расплавлению матричного материала и приводящее к испарению слоя легирующего элемента. В меньшей мере этот недостаток присущ двум следующим указанным способам.

Одним из перспективных путей совершенствования процесса насыщения материала легирующими элементами является сочетание электроискрового легирования с лазерной обработкой. При этом в результате электроискрового легирования происходит предварительное нанесение слоя легирующего материала на поверхность матричного материала с частичным внедрением легирующих элементов в матрицу на небольшую глубину [28], а под действием импульсов лазерного излучения обеспечивается более равномерное распределение легирующих элементов в матрице и увеличение, примерно на порядок, глубины зоны легирования.

ник 7 с проточной водой. Подача инертного газа—аргона осуществляется через отверстие в запорном плунжере. Температура расплава измеряется в тигле термопарой 12. Установка работает следующим образом. В заливочную камеру устанавливается заготовка из армирующего материала. В контейнер устанавливается графитовая пробка и плавильный тигель. В тигель, нижнее отверстие которого закрыто запорным плунжером, загружается материал матрицы. Контейнер закрывается крышкой, и через отверстие в плунжере его полость заполняется аргоном. Затем осуществляется нагрев и расплавление матричного материала, после чего плунжер поднимается вверх, и матрица, заполняя заливочную камеру, пропитывает заготовку из армирующего материала.

Схема получения материала с дискретными волокнами состоит из операций смешения порошкового матричного материала с имеющими определенную длину волокнами упрочнителя. При использовании металлического упрочнителя (нарезаемая определенной длины проволока) возможно применение обычных валковых мельниц и шаровых смесителей. Возможно перемешивание как всухую, так и с применением жидкостей, например спирта. При этом следует обратить внимание на возможность комкования волокон отдельно от порошковой фракции; обычно это происходит в том случае, когда отношение длины к диаметру волокон составляет более ста. Получение хорошо перемешанной шихты с равномерным распределением волокон зависит от следующих факторов, устанавливаемых опытным путем: 1) метода перемешивания; 2) геометрических размеров смесителя и загрузки его шихтой —• отношения длины волокон к размерам смесителя; 3) формы и размеров порошковой фракции; 4) отношения длины к диаметру волокон; 5) соотношения порошковой и волокнистой фракции в шихте; 6) времени перемешивания (при отсутствии явления комкования волокон); 7) наличия в составе жидкости той или иной консистенции, изменяющей сыпучесть компонентов.

При изготовлении композиционных матералиов с алюминиевой матрицей, упрочняемых волокнами бора, карбида кремния и др., процесс напыления можно вести в режимах, обеспечивающих достаточно прочную связь напыляемого металла как с волокном, так и с алюминиевой фольгой, являющейся частью матричного материала. Однако возможно получение достаточно прочной моно-слойной ленты и без фольги; напыленный слой обеспечивает при этом прочность, необходимую при дальнейших операциях резки, укладки и прессования для получения компактного материала.

Прочная связь напыленного металлического слоя с волокнами значительно облегчает дальнейшие технологические операции с монослойным полуфабрикатом — укладку, резку, прессование и др. Помимо природы волокна и матричного материала, состояния поверхности их, а также режимов плазменного напыления, на прочность связи волокна с матрицей большое влияние оказывает температура волокон в процессе напыления. Изменение прочности сцепления алюминиевой матрицы с борными волокнами и прочности самих волокон в зависимости от температуры волокон изучалось в работе [88]. Проволоку из алюминиевого сплава АМг-5 диаметром 1,2 мм распыляли в аргоновой плазмен-