Книга: Петроченков Р. Г. «Композиты на минеральных заполнителях»

Серия: "Высшее горное образование"

Рассмотрены характеристики состава и строения естественных и искусственных строительных композитов. Дан анализ свойств составляющих композитов во внешних физических полях. Описаны концентрационные зависимости упругих свойств и коэффициентов температурного расширения естественных и неестественных строительных композитов со структурой типа статистических механических смесей. Приведены модели композитов типа сфера (включение) в сфере (матрица), а также комбинации из последовательно-параллельных схем. Получены выражения для расчета коэффициентов концентраций продольных и поперечных напряжений в составляющих композитов по этим моделям. Даны примеры расчетов комплекса физико-механических свойств горных пород, тяжелых, легких бетонов, полимербетонов и других композитов.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности "Открытые горные работы" направления подготовки "Горное дело" . Может быть полезна аспирантам, а также специалистам, занятым в строительной и горно-добывающей промышленности.

Содержание:

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ....... 5 КРАТКИЙ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ...... 7 ВВЕДЕНИЕ...... 11 Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ КОМПОЗИТОВ...... 17 1. 1. Основные факторы, определяющие свойства композитов...... 19 1. 2. Основные типы структур композитов...... 22 1. 3. Характеристики состава композитов (относительные весовые и объемные содержания составляющих композитов)...... 27 1. 4. Геометрические параметры пространственной микроструктуры композитов...... 30 1. 5. Аддитивные физические свойства композитов...... 34 1. 6. Линейные физические поля и «обобщенная проводимость»...... 37 1. 7. Упругие характеристики изотропных твердых тел...... 41 1. 8. «Критические» параметры твердых тел...... 52 1. 9. Сопоставление энергии разрушения твердых тел от механического воздействия (теоретическая прочность) и при плавлении...... 63 1. 10. Косвенные методы оценки некоторых основных физических свойств квазиизотропных твердых тел (основных породообразующих минералов)...... 67 1. 11. Прогнозирование прочностных свойств минеральных составляющих горных пород по другим их физическим свойствам...... 86 Глава 2. СРЕДНИЕ ПРОДОЛЬНЫЕ И ПОПЕРЕЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ И ОБЪЕМНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ В СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПОЗИТОВ...... 107 2. 1. Аддитивность средних по зернам составляющих напряжений и относительных деформаций в композиционных материалах...... 109 2. 2. Закономерности распределения усредненных по зернам напряжений и относительных деформаций по составляющим двухкомпонентных композитов в случае равномерного объемного сжатия композитов...... 113 2. 3. Средние напряжения и линейные относительные деформации в составляющих двухкомпонентных композитов для различных случаев их напряженно-деформированного состояния...... 116 2. 4. Температурные напряжения и относительные деформации в составляющих искусственных двухкомпонентных композитов...... 125 2. 5. «Флюктуационные» напряжения и относительные деформации в составляющих двухкомпонентного композита при его всестороннем равномерном сжатии...... 130 2. 6. Внутренние остаточные напряжения в составляющих композитов...... 132 2. 7. Метод определения «эффективных» упругих характеристик связующих частей композитов, необходимых для расчета внутренних усадочных напряжений в составляющих композитов...... 142 2. 8. Энергии деформации составляющих в композите и композита в целом...... 146 Глава 3. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ИСКУССТВЕННЫХ КОМПОЗИТОВ И ГОРНЫХ ПОРОД С КВАЗИИЗОТРОПНЫМИ СОСТАВЛЯЮЩИМИ...... 151 3. 1. Установление зависимостей деформационных свойств композитов от их составов...... 153 3. 2. Эмпирические и полуэмпирические зависимости упругих свойств композитов от их составов...... 159 3. 3. Вывод зависимостей модулей объемной упругости и сдвига двухкомпонентных композитов от их составов при выполнимости для них гипотезы о существовании упругого потенциала...... 177 3. 4. Зависимости коэффициентов концентраций относительных деформаций и напряжений в составляющих двухкомпонентных композитов от состава при выполнимости гипотезы о существовании упругого потенциала...... 184 3. 5. Метод расчета упругих свойств многокомпонентных гетерогенных сред с анизотропными составляющими по моделям из комбинаций последовательной и параллельной схем...... 195 3. 6. Модули упругости многокомпонентных композитов и полиминеральных горных пород при выполнимости для них гипотезы о существовании упругого потенциала и метод расчета главных напряжений и относительных деформаций по их составляющим...... 197 3. 7. Модули упругости двухкомпонентных композитов по модели сфера (включение) в сфере (матрица)...... 215 3. 8. Анализ влияния степени матричности составляющих композитов на их упругие свойства и коэффициенты концентраций относительных деформаций и напряжений в составляющих...... 224 3. 9. Деформационные свойства насыщенных водой твердых тел по модели сфера (вода) в сфере (твердое тело)...... 235 3. 10. Деформационные свойства пористых твердых тел по модели сфера (воздух) в сфере (твердое тело)...... 237 3. 11. Сравнение зависимостей упругих характеристик двухкомпонентных композитов от их составов по различным моделям композитов...... 242 3. 12. Сравнение зависимостей коэффициентов концентраций напряжений и относительных деформаций в составляющих двухкомпонентных композитов от их составов по различным моделям композитов...... 250 3. 13. Коэффициенты концентраций напряжений в составляющих многокомпонентных композитов при выполнении для них гипотезы о существовании упругого потенциала по различным моделям композитов...... 253 3. 14. Коэффициенты концентраций напряжений и относительных деформаций в составляющей композита при малом ее объемном относительном содержании по различным моделям композитов...... 258 Глава 4. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ И ГОРНЫХ ПОРОД С КВАЗИИЗОТРОПНЫМИ СОСТАВЛЯЮЩИМИ...... 263 4. 1. Определение концентрационных зависимостей коэффициентов температурного расширения композитов...... 265 4. 2. Некоторые частные случаи зависимостей коэффициентов температурного расширения композитов от их составов...... 266 4. 3. Композиты со структурами матрица-включение (сфера в сфере) и переходного типа...... 274 4. 4. Зависимости коэффициентов температурного расширения двухкомпонентных композитов от их составов при различных усредняющих функциях модуля объемной упругости...... 277 4. 5. Сравнение расчетных и экспериментальных значений коэффициентов температурного линейного расширения композитов по различным моделям...... 279 4. 6. Зависимости коэффициентов температурного расширения твердых тел от пористости...... 284 4. 7. Коэффициенты температурного расширения многокомпонентных естественных и искусственных композитов...... 285 4. 8. Температурные напряжения в составляющих композитов и коэффициент их термоупругости...... 290 4. 9. Энергия температурной деформации составляющих композитов при выполнении для них гипотезы о существовании упругого потенциала...... 297 4. 10. Экспериментальные методы определения неоднородности напряженно-деформированного состояния композитов по составляющим...... 299 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...... 303 ПРИЛОЖЕНИЕ К СПИСКУ ЛИТЕРАТУРЫ...... 317

Издательство: "Московский государственный горный университет" (2005)

ISBN: 5741803903