ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анизотропия стеклопластиков и других материалов, армированных волокнами из "Анизотропия конструкционных материалов Изд2 " Тонкие стеклянные волокна имеют высокую удельную прочность, во много раз превышающую прочность стекла в образцах больших размеров. Высокопрочные материалы, армированные тонкими стеклянными во-локнамй, называются стеклопластиками. В случае армирования однонаправленным стекловолокном (или крученой стеклонитью) их анизотропия оказывается весьма значительной. Анизотропия стеклопластиков является обычно ортогональной. [c.15] У большинства стеклопластиков армирующие волокна или полосы (ленты) армирующей стеклоткани укладываются в двух взаимно перпендикулярных направлениях (ортогонально). [c.16] Для изготовления менее ответственных конструкций часто применяются стеклопластики, в которых армирующее волокно расположено хаотически. Например, такую структуру имеют стеклопластики, изготовленные методом напыления, или премиксы, которые с достаточным основанием можно считать изотропными в отношении механических свойств. Листовые слоистые стеклопластики при хаотическом расположении армирующих волокон в слоях следует относить к поперечно-изотропным материалам. [c.16] Некоторые виды изделий из стеклопластиков имеют однонаправленное армирование стеклонитью или стекловолокном. Намотанные в виде тел вращения изделия при регулярном расположении армирующих волокон и достаточно гомогенной структуре могут быть отнесены к телам с криволинейной анизотропией, ортотропным или транс-тропным в элементарных объемах. Стеклопластики, армированные волокнами в одном направлении, имеют наибольшую разрывную прочность по сравнению с другими видами стеклопластиков, но только в случае приложения нагрузки в направлении армирования. В направлениях, не совпадающих с направлением армирования, прочность таких стеклопластиков очень низка. [c.16] С точки зрения характера армирования анизотропных стеклопластиков принята следующая их классификация. Стеклопластики могут быть разделены на три основные группы однонаправленные (их принято еще называть волокнистыми), слоистые и пространственно сшитые. [c.16] В настоящее время при производстве армированных материалов, в частности стеклопластиков, используются однонаправленные волокна нить, ровница, жгут) и ткани разного переплетения полотняные, саржевые, сатиновые и так называемые многослойные ткани объемного плетения. При применении в качестве арматуры нетканых волокон могут быть получены изделия, имеющие волокнистую (если все волокна уложены в одном направлении) или слоистую (если в соседних слоях волокна расположены под углом друг к другу) структуру. [c.17] При взаимно перпендикулярном (ортогональном) расположении волокон соотношение между числом волокон в продольном и поперечном направлениях может быть самым различным, например 1 2, 1 5, 1 15, в зависимости от назначения стеклопластика, т. е. от того, какое напряженное состояние имеет место в конструкции. При использовании тканей обычного переплетения получаются изделия со слоистой структурой, причем возможны разные комбинации полотнища могут быть уложены так, что направления основы во всех слоях совпадают или между этими направлениями в смежных слоях образуется некоторый заданный угол. [c.17] Основным недостатком слоистых пластиков является низкое сопротивление межслойному сдвигу и растяжению перпендикулярно слоям. Специальные ткани применяются для создания изделий с пространственно-сшитой структурой. Пространственная схема армирования позволяет избежать слабых прослоек, характерных для слоистых материалов. [c.17] На свойства стеклопластиков существенно влияет тип применяемого связующего, в качестве которого для стеклопластиков применяются пять основных типов полимерных смол полиэфирные, эпоксидные, фенольные, меламиновые, кремнийорганические или их различные комбинации. Наиболее широко применяются связующие на полиэфирных, эпоксидных и фенольных смолах. Связь и передачу усилий между отдельными волокнами или слоями обеспечивает полимерное связующее. [c.17] В изделиях, полученных методом намотки, стеклопластик может иметь взаимно перпендикулярное, или неортогональное, расположение волокон, причем каждому элементарному объему можно приписать ортогональную симметрию механических свойств. Обычно три оси симметрии материала труб, изготовленных намоткой, совпадают с направлениями, параллельными образующей цилиндра, радиусу кругового сечения трубы и касательной к окружности сечения. [c.18] Стеклопластики типа СВАМ (стекловолокнистый анизотропный материал) нашли применение в радиопромышленности для изготовления плат. СВАМ прессуется из так называемого стеклошпона, который изготавливается методом намотки стекловолокна на барабан с последующей разрезкой намотанного и пропитанного связующим слоя. Листы стеклошпона складываются в пакеты и спрессовываются при температуре 180—200° С. В качестве связующих для СВАМов применяются фенольные и эпокси-фенольные смолы. В качестве конструкционного материала СВАМ не получил распространения в связи с недостатками, связанными с технологией обработки и сильно выраженной слоистостью. [c.18] В справочнике [5] приведены данные о механических, теплофизических и диэлектрических свойствах с указанием меры рассеяния этих свойств для конструкционных волокнистых стеклопластиков типа АГ-4С, АГ-4В, 33-18С и некоторых других, в том числе ориентированных, хаотически армированных и термопластичных. [c.19] В технике широко применяются композиционные материалы, в которых полимерная матрица армируется не только стеклянными, но и другими неметаллическими волокнами. Таковы графитопласты [19 и 20, гл. 3], боропласты и т. п. [c.19] Расчетные схемы анизотропии не зависят от материала связующих волокон и определяются только геометрией армирования. Рассмотренные расчетные схемы анизотропии стеклопластиков могут быть отнесены к соответствующим случаям армирования полимеров и металлов какими угодно волокнами. [c.19] Вернуться к основной статье