Материалы полученные намоткой волокна

Конструкция должна позволять замену металлических сосудов высокого давления, работающих в тяжелых условиях, сосудами из композиционных материалов, полученных намоткой волокна (рис. 8.40). [c.227]

При изготовлении композиционных материалов различными методами значительный объем применяемых предварительных заготовок составляют заготовки, полученные из моноволокон. Одним из методов получения таких заготовок является метод намотки волокна на оправку и закрепления его либо нанесением на волокно слоя матрицы, либо проклеиванием его легко выгорающими и не загрязняющими матрицу клеями. Такая технология позволяет зафиксировать волокно в положении, достигнутом намоткой на прецизионных намоточных машинах, и, в случае нанесения слоя матрицы, связать вместе волокна и матрицу. [c.122]

Данные приведенные в табл. 27, получены на волокне борсик диаметром О, 07 мм. При увеличении диаметра волокна прочность композиционного материала в поперечном направлении значительно возрастает. Так, например, в работе [109] указано, что композиционные материалы, полученные методом намотки волокна борсик с диаметром 0,145 мм на алюминиевую фольгу толщиной 0,025 мм с шагом 0,182 мм и последующего нанесения плазменным методом сплавов 6061 или 2024 после сборки в пакет и диффузионной сварки в вакууме по режиму температура 490— 565° С, давление 400 кгс/мм , время выдержки 1 ч, имели прочность в поперечном направлении 28 кгс/мм . [c.135]

В обычных установках для намотки волокна (рис. 13.9) исходные материалы (смола и волокно) поступают из неподвижных емкостей и наматываются на вращающийся сердечник конечной длины. В этих машинах из-за перемен направления хода всегда теряется материал на обоих концах сердечника, а для получения длинных труб требуются сердечники и машины большой длины, причем сердечники должны извлекаться. [c.75]

Особую группу волокнитов образуют материалы с параллельно расположенными волокнами наполнителя. Такую структуру имеют изделия, полученные намоткой стеклянного волокна. Ориентация волокон служит причиной анизотропии. Вдоль волокон прочность максимальна, а в поперечном направлении — минимальна. [c.394]

Перспективным материалом для изготовления глубоководных аппаратов с максимально возможной глубиной погружения с точки зрения высокой удельной прочности является стеклопластик, изготовленный методом намотки стеклянного волокна. За рубежом в течение последних лет осуществляется широкая программа исследований по проектированию и изготовлению таких корпусов методом намотки стеклянного волокна. Исследовались три типа конструкций цилиндрических подводных корпусов однослойная обшивка, подкрепленная ребрами жесткости, трехслойная с обшивками из стеклопластика и легким и прочным заполнителем между ними. Концевые крышки имеют сферическую форму. Основными трудностями, возникающими при изготовлении корпусов методом намотки, являются необходимость создания и контроля определенной степени натяжения волокна, получение соосных отверстий и т. д., особенно в случае изготовления толстых оболочек [91]. [c.342]

Теоретические аппроксимации для расчета основных свойств композиционных материалов могут быть использованы для эскизного проектирования и получения представлений о поведении материала. Можно также найти корреляцию между теоретически рассчитанными и эмпирическими значениями. Табл. 16.13 [22] является типичной распечаткой ЭВМ, где представлены свойства композитов в зависимости от угла намотки а. Все четыре материала содержат 50 % волокна по объему. [c.229]

Пластические материалы, армированные стекловолокном, состоят из сплетенных в нити стеклянных волокон, промежутки между которыми заполнены пластическими смолами. Для того чтобы волокна могли воспринимать наибольшую нагрузку, расположение их должно быть строго ориентированным. Стеклопластики можно изготовлять намоткой стеклянных нитей на вращающуюся оправку с последующим пропитыванием основной массы стекловолокна смолами [12]. Особое внимание следует обращать на получение надежного соединения металлических днищ с цилиндрической частью камеры, изготовленной из пластиков. [c.321]

Пример зависимости между Ос и Vf приведен на рис. 5.5. На этом же рисунке приведены Vf r и l/fmin. Темные кружочки относятся к материалу, полученному намоткой волокна [5.6]. Для этого материала результаты экспериментальных исследований хорошо совпадают с результатами расчета. Помимо этого приведены данные, относящиеся к материалу, армированному стеклотканью, имеющей атласное переплетение. Можно видеть, что эти два материала существенно различаются, Это объясняется тем, что в последнем случае содержание волокна, параллельного направлению действия [c.114]

Поведение полученных намоткой волокном композитов аналогично поведению других типов слоистых материалов с расположенными под углом слоями армирующих компонентов. Поэтому разработанные для них аналитические методы могут быть использованы и для конструкций, получаемых намоткой. При рассмотрении этого вопроса с позиций макромеханики анализ композитов базируется на предположении, что каждый слой является анизотропным гомогенным монослоем. Монослой состоит из волокон, ориентированных под углом а или однонаправленных. Свойства монослоя обычно определяют экспериментальным путем, и анализ структуры строится путем перехода от одного слоя к другому. Микромеханический подход, наоборот, заключается в исследовании характеристик чувствительности составных частей материала, т. е. распределения напряжений и деформаций между армирующими волокнами и матрицей. При определении напряжений и деформаций по точкам принимают во внимание свойства армирующего материала и смолы, а также геометрию изделия. Этот анализ микронапряжений устанавливает, какие нагрузки может выдержать композит перед переходом через предел текучести в какой-то точке или перед достижением критических напряжений. Микромеханический подход применяется также для расчета характеристик композиционного материала по известным их значениям для входящих в его состав компонентов, а также для установления влияния их изменения на соответствующие свойства композита. [c.227]

При этом допускается компромисс в отношении деформационной совместимости, так как между слоями, полученными под малыми и большими углами намотки, развиваются большие межслоевые усилия сдвига, чем при схеме намотки под углом 54,75°. Если в качестве матрицы для стекловолокна используется иизкомодульная смола, наблюдается средний уровень сдвиговой деформации. Одиако по мере роста требований к очень теплостойким материалам приходится применять смолы со все более капризным строением, что может привести к разрушению структуры материала в результате образования микротрещин в матрице и расслоения покрытий, полученных под малыми и большими углами. Дальнейшее усовершенствование процесса заключается в использовании ленточных препрегов, полученных намоткой волокном, которые обладают хорошей деформационной совместимостью с металлическими втулками, применяемыми часто в сосудах высокого давления, получаемых намоткой волокном для предотвращения протечки содержимого. [c.270]

Однонаправленные структуры получают укладкой первичного армирующего материала (волокна, нити, жгута, шпона, ленты) в одинаковых направлениях в каждом слое. Примером изделий на основе ОС может служить листовой однонаправленный СВАМ, бондажные кольца, кольцевые шпангоуты, полученные намоткой на оправку элементарного волокна, нити или жгуты, профильные изделия, полученные протяжкой (стержни, уголки, тавры, швеллеры и т. д.). К материалам, имеющим ОС, можно отнести древесину и материалы на основе облагороженной древесины (фанера, древеснослоистый пластик и др.). Отличительной особенностью их является максимальная прочность вдоль направления волокна и минимальная — в перпендикулярном направлении, в котором прочность определяется адгезионными свойствами связующего. [c.7]

Метод намотки волокном считается в настоящее время универсальным способом переработки армированных пластмасс. Он применяется в основном для промышленного производства резервуаров и труб для хранения и транспортировки различных хими-калиев и технических веществ. Полиэфирные смолы и стекловолокно главные составные части армированных материалов, они и будут, по-видимому, оставаться таковыми в обозримом будущем. Отмечается растущее применение углеродного и ара-мидного волокон, особенно для получения сосудов высокого давления, работающих в весьма ответственных условиях эксплуатации. В качестве матрицы (связующего) в этих случаях наиболее пригодна эпоксидная смола. Можно ожидать новых усовершенствований метода намотки на месте применения и комбинированной намотки, например стекловолокна на поливинилхлоридную трубу. Другая изучаемая возможность — это прямое прессование намотанного слоями волокна. Эти методы формования могут обеспечить уникальные возможности получения конструкционных изделий, масса которых является определяющим фактором. [c.237]

Использование армированных пластиков связано в различной степени с формованием деталей для наземных транспортных средств. Различают процессы открытого (ручная выкладка, напыление и формование панели с использованием непрерывного наполнителя) и процессы закрытого формования, наиболее важным из которых является прямое прессование (компрессионное формование) с использованием композитных полиэфирных формуемых изделий реже применяют штамповку предварительно отформованных заготовок, литьевое прессование (или литье под давлением) термо- и реактопластов на основе полиэфиров и штамповку армированных термопластичных листов. Пултрузия также используется для изготовления непрерывных профильных изделий и с использованием намотки волокна для изготовления пружин. Армирование полиуретанов для замены некоторых листовых кузовных панелей (например крыльев и дверей) осуществляется методом реакционного литьевого формования армированных пластиков, которое также следует отнести к числу процессов и материалов для получения армированных пластиков. [c.494]

Выбор используемого процесса производства в основном определяется стоимостью разработки, особенно в тех случаях, когда стеклопластик конкурирует с другими конструкционными материалами, такими как дерево или алюминий. Однако в тех случаях, если это экономически допустимо или когда из-за специфичности применения можно пойти на удорожание, суда могут быть изготовлены по технологии, разработанной для процессов, основанных на применении армированных пластиков (АП), включая термическое отверждение или постотверждение, отверждение в автоклаве, отверждение на специальных формах или путем намотки волокном. Опыт эксплуатации изделий показал существенные различия в свойствах СВКМ в зависимости от процесса получения. Это делает необходимым определение минимальных требований к материалу и усиление контроля за процессами, обеспечивающими соответствие материала требованиям, предъявляемым к готовой конструкции. Для ВМС США, например, требуется, чтобы СВКМ был полупрозрачным (для обеспечения визуального просмотра, точного определения приемлемого содержания смолы, наличия пустот) и обладал необходимыми механическими свойствами. [c.513]

Если одинаковые объемы среды имеют одинаковые свойства, то такую среду называют однородной. Аморфный материал (например, стекло) очевидно является однородным, а вот технические сплавы являются поликри-сталлическими (рис. 17), и возникает вопрос, а можно ли их моделировать однородной сплошной средой Здесь не существует однозначного ответа, все зависит от того, какую задачу мы решаем. Если необходимо оценить возможность образования микротрещип в стыках зерен, следует решать задачу для неоднородного тела, состоящего из нескольких кристаллических зерен разной ориентации. Но если нам предстоит рассчитать прогиб стержня от действия определенной силы, то можно моделировать стержень однородной сплошной средой, поскольку его длина и толщина, измеряемые, например, сантиметрами, велики по сравнению с размерами зерен (измеряемыми сотыми долями миллиметра), и ошибка от замены реального материала сплошной средой не должна быть существенной. Подобные проблемы возникают у механиков, имеющих дело с деталями из композитных материалов, например, из стеклопластика, полученного намоткой пучков стекловолокон с последующей пропиткой эпоксидной смолой (рис. 18). Решая задачу о действии внутреннего давления на стеклопластиковую трубу, они используют модель эквивалентной однородной сплошной среды, а переходя к анализу расслоений между волокном и смо- [c.35]

Боропластики — материалы, наполнителем в которых являются волокна бора, обладающие наиболее высокими показателями удельной прочности и жесткости из всех металлических волокон, пригодных для использования в качестве наполнителей. Это высокопрочные, высокомодул ьные материалы, отличающиеся высокой твердостью, прочностью, жесткостью, высокой динамической и статической выносливостью при нагружении в направлении волокон, повышенными тепло- и электропроводностью [17]. Боропластики получают всеми известными методами получения композиционных полимерных материалов [107] —намоткой, прессованием, гидровакуумным формованием и т. д. Плотность волокон бора ниже плотности стали в три раза. [c.10]

Особое направление в развитии производства ЛА составляют методы получения конструкций из композиционных материалов. Здесь конструкция, конструкционный материал и технологический процесс взаимно увязаны настолько сильно, что составляют неразделимое понятие и даже не могут рассматриваться изолированно. Детали конструкции (оболочки РДТТ, отсеки корпуса) из волокнистых композиционных материалов чаще всего изготовляют методом намотки. Волокна, пропитанные связующим составом, наматываются в несколько слоев на специальную оправку. Затем оправку с нанесенным на нее материалом помещают в термостат, где происходит полимеризация связующего и отверждение материала. После требуемой выдержки в термостате оправку вынимают и получают готовую деталь. Кроме намотки волокон может использоваться формование конструкций с волокнами, предварительно сплетенными в объемный каркас, или с хаотически расположенными волокнами (путанка, рубленые волокна). [c.230]

Раскрой и сборка пакетов для прессования. Наиболее распространенным видом предварительных заготовок, применяемых для изготовления композиционных материалов методом диффузионной сварки, являются плоские элементы, состоящие из одного слоя упрочнителя, закрепленного тем или иным способом. В связи с этим в дальнейшем операции раскроя заготовок и сборки их в пакеты рассмотрим на примере предварительных заготовок, полученных методом намотки с последующим закреплением волокон плазменным напылением или проклеиванием. Схематически эти операции представлены на рис. 58 (по данным работ [31, 98]). Из монослойных заготовок вырезают ножницами, гильотинными ножницами, вырубают в специальных штампах либо получают другими методами механической обработки элементы более или менее сложной конфигурации, являющиеся слоями — сечениями изделия. Число этих заготовок определяется толщиной готового изделия, количеством упрочнителя и матрицы в предварительных заготовках, если упрочнитель связан матрицей, либо количеством упрочнителя и толщиной фольги матрицы, если упрочнитель связан клеем. На рис. 58. показан типовой раскрой двух видов изделий плоского полуфабриката в виде листа и изделия более сложной формы — лопатки двигателя. Поскольку наряду с од-ноосноармированным композиционным материалом в технике применяют изделия из материала, в котором имеется волокно, ориентированное, в соответствии с возникающими в этом изделии [c.125]

Возможными материалами бандажных колец могут быть титановые сплавы, применяемые для различных сборных конструкций. Использование титана, имеющего меньшую плотность, чем сталь,, дает то преимущество, что бандажное кольцо будет под меньщим напряжением. Однако титан имеет слишком низкий модуль упругости, а высокопрочные сплавы его также склонны к коррозии под напряжением, как и высокопрочные стали. Проблемы, связанные со сборными конструкциями колец, состоят почти исключительно в получении посадочных подгонок, которые обеспечивали бы стабильность бандажного кольца в процессе службы и зазор от изгиба медных обмоток. Высокопрочные конструкции могут быть получены при использовании пластмассовой замазки, связывающей полосы из аустенитной стали или угольных волокон. Кольца с малым отношением толщины к диаметру, изготовленные из армированной угольным волокном пластмассы и напряженные для длительной службы при 10 МН/м будут лучше сопротивляться кольцевым напряжениям, чем стальные. Однако свойства угольных волокон анизотропны, поэтому была разработана техника намотки, позволяющая получить некоторую прочность в продольном направлении, а это неизбежно уменьшает прочность кольца. [c.243]

Японской фирмой Норитаке разработан новый высокопрочный композит с керамической матрицей, армированный углеродными волокнами Материал обладает высокой ударной вязкостью, которая в 6 раз выше ударной вязкости традиционных керамических материалов и не ухудшается в интервале температур до 1200 °С. Его изготовляют методом фила-ментарной намотки, применяя в качестве исходного связующего суспензию из нитрида кремния или муллита. После сущки заготовку спекают при 1700 °С методом горячего прессования под давлением 35 МПа. Для получения материала с высокими характеристиками по прочности на разрыв и вязкости разрущения, содержание углеродных волокон в материале должно составлять от 30 до 45 %. Такой материал имеет вязкость разрущения 29 МПа и прочность при изгибе 690 МПа в случае использования в качестве матрицы нитрида кремния, и 18 и 610 МПа соответственно в случае использования муллита. [c.240]

Самый простой способ получения ХМС заключается в про пускании волокна через ванну со смолой с последующей намотко его на оправку по заданной схеме (рис. 15.14). После достиже ния необходимой толщины 9,6 мм на оправке диаметром 762 мм материал обматывают защитной пленкой, срезают с оправки и раз равнивают для хранения и созревания. Для придания заданны) свойств материалу в различных направлениях варьируют yroj наклона волокна (наиболее часто он составляет 85°), а для уве личения прочности в поперечном направлении добавляют корот кое рубленое волокно. Рекомендуется, чтобы его содержание был( до 60 % от общего количества волокна. ХМС можно получит) с более высоким содержанием волокна, меньшим количество смолы и большей прочностью, чем все остальные типы армиро ванных формовочных композиций. Однако производительност] процесса (341 кг/ч) ниже, чем на обычных машинах для ЛФЛ (1818 кг/ч), и, кроме того, формуемость ХМС существенно огра ничена. [c.164]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...