ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Растяжение из "Методы статических испытаний армированных пластиков Издание 2 " Искривление арматуры играет роль, аналогичную разориентации. Характерной особенностью тканых материалов являются регулярные искривления волокон . Отклонения армирующих волокон от прямолинейности у некоторых материалов имеют случайный характер и обусловлены несовершенством переработки этих материалов в изделия. Особенно заметны искривления волокон в деталях, изготовленных контактным формованием и прессованием в замкнутых пресс-формах. Технологические искривления могут наблюдаться также при намотке, особенно изделий большого диаметра, с небольшими усилиями натяжения и последующей опрессовкой, например при помощи вакуумного мешка, и при других широко применяемых способах переработки материалов, армированных волокнами. Технологическая усадка во время полимеризации усиливает искривление волокон у тканых материалов и меняет картину искривления волокон, заданную структурой плетения, если этому не препятствует усилие предварительного натяжения. [c.46] При изготовлении конструкций из однонаправленных материалов, как правило, имеют место небольшие искривления арматуры. Они могут быть следствием неравномерной укладки армирующих волокон в пресс-форму, падения усилия натяжения ниже критического или технологической (химической и термической) усадки связующего. При намотке искривления являются следствием недостаточного усилия натяжения и просадки витков но толщине наматываемого изделия. Особенно заметны искривления волокон у материалов, армированных ровницей в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Иногда встречаются весьма существенные местные искривления, вызванные, например, укладкой в пресс-форму заготовки, длина волокон которой превышает размеры пресс-формы. Вероятность значительных местных искривлений стекловолокон растет с увеличением габаритов детали, вызывающим дополнительные затруднения при укладке армирзтощих волокон в пресс-форму. [c.47] Даже ири малых искривлениях / модуль упругости у реальных материалов может быть значительно ниже, чем у материала с идеально прямыми волокнами. Как видно из выражения (1.3.2), это является следствием плохого сопротивления композитов межслойному сдвигу. [c.47] Влияние искривлений на упругие свойства в направлениях армирования существенно зависит от степени анизотропии, следовательно, оно растет для материалов, армированных высокомодульными волокнами. У некоторых из них, например углепластиков, проявляется новый фактор — анизотропия армирующих волокон. Формула (1.3.2) нашла экспериментальное подтверждение при испытаниях стеклопластиков. Однако применительно к материалам на основе анизотропных волокон она требует уточнения [104]. [c.48] Наличие искривлений волокон делает неосесимметричным поле окружных деформаций, возникающих при нагружении внутренним или наружным давлением. Искривление волокон наиболее отчетливо было выражено у образцов, изготовленных с малым натяжением и последующей опрессовкой. В этом случае погрешность наиболее велика, причем ее не удается устранить изменением способа нагружения при измерениях. При измерении модуля упругости в направлении волокон по суммарной окружной деформации величина Е оказывается заниженной при определении Е на отдельных участках наружной (или внутренней) поверхности колец, например, по показаниям тензодатчиков, величина Е оказывается зависящей от угловой координаты. Изменение способа нагружения не избавляет от этой ошибки. При нагружении сосредоточенными силами полученный результат зависит от угла между направлением приложенной нагрузки и радиусом места с наибольшим искривлением волокон. [c.48] Имеющиеся многочисленные экспериментальные данные, полученные при испытаниях стеклопластиков и углепластиков с разной структурой на плоских и кольцевых образцах [105, с. 42, 230] свидетельствуют о необходимости учета отступления от идеализированной модели материала (прямолинейности) при обработке результатов испытаний. Даже сравнительно малые (незаметные на глаз) искривления могут изменить па 10—15% модуль упругости Ео такого материала как АГ-4С. Еще существеннее ошибки (до 50%) при испытаниях углепластиков. [c.48] Способом уменьшения искривления является натяжение армиру-юш,их волокон до полимеризации. Конструкции из ориентированных пластиков в зависимости от принятого способа формования могут быть изготовлены без технологического натяжения или в условиях. [c.49] График роста прочности в зависимости от величины предварительного натяжения волокна имеет максимум, после которого наблюдается снижение прочности. При этом значительное влияние оказывают тип смолы и объемное содержание волокон. При высоком содержании арматуры (свыше 70% по весу) натяжение практически не оказывает упрочняющего влияния. Чем больше величина деформации разрушения у связующего, тем меньше требуемое усилие натяжения для получения максимального эффекта. [c.49] Особого внимания заслуживает выбор усилия натяжения при изучении свойств высокомодульных материалов на кольцевых образцах. При намотке хрупких волокон (например, углеродных) диапазон возможного регулирования усилия натяжения невелик. Однако и в этом диапазоне можно устранить погрешность, вносимую искривлением волокон. [c.50] Изменение модуля упругости и прочности при растяжении — сжатии колец в зависимости от натяжения при намотке представлено на рис. 1.3.10. По осям отложена возможная погрешность, по сравнению со случаем, когда искривление исключено там же показано изменение относительного объемного содержания армирующих волокон X, определяемого выжиганием. Достигаемый при натяжении эффект связан не только с выпрямлением волокон, но и с уплотнением материала. Как видно, до натяжения 3 Н/жгут жесткость и прочность увеличиваются в большей степени, чем х это происходит за счет выпрямления волокон. При 7 , 3 Н/жгут изменение модулей примерно пропорционально Х существенного изменения прочности при этом не происходит. [c.50] Причины, вызывающие местные искривления волокон, характер искривлений, величина и роль технологического натяжения арматуры при разных способах формования стеклопластиков и углепластиков более подробно рассмотрены в работах [28, 104, 141]. [c.50] Вернуться к основной статье