Применение композиционных материалов в технике

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ТЕХНИКЕ [c.3]

Существуют определенные препятствия на пути успешного и широкого применения композиционных материалов в авиационной технике. Одна из них — привычка конструкторов использовать металлы (преимущественно алюминиевые сплавы) практически во всех случаях. Дело в том, что металлы являются, по существу, изотропными гомогенными материалами, предоставляющими конструктору определенные гарантированные свойства. Выбор металла для конструктора зависит от конкретного комплекса факторов внешней среды и эксплуатации, воздействие которых будет испытывать проектируемый самолет. Конструктор может быть почти полностью независим от материаловеда, и наоборот. Композиционные материалы угрожают аннулировать это чисто дисциплинарное разделение, так как ни конструкция, ни материал не существуют до тех пор, пока не созданы деталь или элемент конструкции. Конструктор должен хорошо знать как конструкцию, так и материалы, более того, необходимо третье искусство — аналитическое, для того чтобы трактовать усложненное математическое представление напряжений в композиционном материале. [c.64]

Применение композиционных материалов в ядерной технике не ограничивается топливом. В числе используемых в этой отрасли материалов гораздо больше тех, которые не содержат радиоактивного топлива. И хотя эти материалы не обладают уникальными свойствами топливных элементов, к ним предъявляют специфические требования, не встречающиеся в других отраслях техники. [c.458]

С развитием ядерной техники предполагается увеличить применение композиционных материалов в этой отрасли. Наиболее широкое применение они найдут в конструкции ядерного реактора. Полагают, что выработка ядерной энергии в США увеличится от 23 млн. кВт-ч в 1970 г. до 2067 млн. кВт-ч в 1985 г., т. е. в 100 раз [5]. К 1985 г. объем производства ядерной энергии составит 48% всей необходимой электроэнергии. [c.464]

Весьма перспективно применение композиционных материалов в новых отраслях техники для глубоководного аппаратостроения. В связи с необходимостью использования богатств океанов и морей у нас в стране и за рубежом ведутся работы по строительству подводных и глубоководных обитаемых аппаратов, агрегатов и механизмов для добычи полезных ископаемых, для сооружения которых требуются высокопрочные и высокомодульные материалы с более высокими удельными значениями свойств, чем у традиционных сплавов и неметаллических материалов. [c.241]

Композиционные волокнистые материалы находят широкое применение в таких областях промышленности, как космическая техника, авиа-, судо-, автомобилестроение и т. д. Применение композиционных материалов в современных конструкциях дает существенный выигрыш в массе, прочности, долговечности, стойкости к коррозии и агрессивным химическим средам. Эти материалы служат и прекрасным заменителем металлов. Так, из общего объема полимерных материалов, потребляемых в США для замены металлов, 40—50 % идет на изготовление деталей автомобилей, приборов, счетных машин и других изделий общего машиностроения 30—35 % — на изготовление труб, фитингов и профилей 10—15 % — корпусов судов, деталей самолетов и ракет [43]. [c.5]

До недавнего времени в практических задачах инженерной механики эти вопросы на передний край не выдвигались. Это не значит, что анизотропные материалы не находили применения. С ними давно приходится иметь дело. Вспомним хотя бы резинокордную конструкцию автомобильных и авиационных шин, где резиновая оболочка армирована стальными или нейлоновыми нитями, образующими косоугольную сетку. Можно вспомнить и фанерные анизотропные панели, применявшиеся в прошлом для оклейки несущих плоскостей самолетов. Можно привести и другие примеры, где анизотропия фигурирует как важный фактор расчетной схемы. И все же, несмотря на несомненную важность и даже заслуженность подобных прикладных задач, следует признать, что все они узконаправленны и по своей общности существенно уступают тому богатству структурных схем, которое раскрывается перед нами в связи с применением композиционных материалов. Сейчас немыслимо представить авиационную и ракетно-космическую технику без применения композитов. Композиционные материалы уже охватили многие отрасли промышленности, в том числе производство предметов домашнего обихода. Не будет преувеличением сказать, что человечество стоит уже на пороге нового века — века композитов. [c.285]

Книга содержит много полезных сведений о свойствах армированных пластиков и более современных композиционных материалов и дисперсных систем, номенклатуре выпускаемых промышленностью исходных компонентов (армирующих наполнителей, связующих смол), технологическим приемам изготовления деталей и узлов конструкций, объемам их производства и применения, перспективам роста применения композиционных материалов и ожидаемой технико-экономической эффективности от их использования. Несомненный интерес представляет конструкторская и технологическая проработка ряда узлов и деталей, используемых в космических летательных аппаратах (гл. 3), авиационной технике (гл. 2, 4), транспортном машиностроении (гл. I и V), судостроении (гл. 7), промышленном строительстве (гл. 8, 9) и др. [c.6]

Опыт применения полимерных композиционных материалов в других отраслях техники свидетельствует о том, что при работе с ними возникает меньше трудностей, связанных с влиянием внешних условий, чем в случае металлов. [c.42]

Из композиционных материалов изготавливают несущие элементы, ответственные детали и узлы в машиностроении, авиастроении, судостроении, строительстве и других отраслях техники. Применение этих материалов в различных ответственных изделиях требует обеспечения их высокого качества и надежности.. Однако в процессе производства изделий из композиционных материалов появляются различные дефекты (раковины, поры, трещины, расслоения и т. п., нарушения ориентации и количественного содержания армирующего наполнителя), что приводит к изменению физико-механических свойств, ухудшению качества и надежности изделий. [c.3]

Области применения композиционных материалов не ограничены. Они применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопаток компрессора и турбины и т. д.), в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей, в автомобилестроении для облегчения кузовов, рессор, рам, панелей кузовов, бамперов и т. д., в горной промышленности (буровой инструмент, детали комбайнов и т. д.), в гражданском строительстве (пролеты мостов, элементы сборных конструкций высотных сооружений и т. д.) и в других областях народного хозяйства. [c.427]

Композиционные материалы на основе углеродных волокон наряду с применением их в авиационной технике эффективно используются в конструкциях космических летательных аппаратов. Это обусловлено тем, что они обладают сравнительно низкой плотностью. Их высокая стоимость [1] в этом случае не является сдерживающим фактором, так как масштабы применения углепластиков в рассматриваемой области техники не столь велики (табл. 6.1). Считается, что количество углеродных волокон, используемое в этой области, составляет приблизительно 10% объема их производства. Однако точно оценить эту величину нельзя, так как данная область применения композиционных материалов на основе углеродных волокон почти всегда связана с самыми совершенными технологиями, имеющими оборонное значение и засекреченными. [c.203]

В этой отрасли разработка и применение композиционных материалов на основе углеродных волокон в основном направлена на создание военных самолетов. Сведений о применении углепластиков в производстве другой военной техники очень мало вследствие засекречивания проводимых работ. В табл. 6.6 приведены некоторые примеры возможного использования углепластиков в военных целях. [c.221]

Применение композиционных материалов на основе углеродных волокон для изготовления спортивных изделий обусловлено снижением их массы благодаря превосходным механическим свойствам углепластиков. Объем высококачественных спортивных изделий из углепластиков, выпускаемых в Японии, превышает объем производства изделий из углепластиков, применяемых в аэрокосмической технике и в других отраслях промышленности. Для производства спортивных изделий используется около 70% всех углепластиков. В табл. 6.7 сопоставляется уровень потребности в углепластиках и прогноз ее удовлетворения в Японии и США. В табл. 6.8 перечислены выпускаемые в настоящее время спортивные изделия из углепластиков. В промышленном масштабе из углепластиков изготавливаются удилища, клюшки для игры в гольф и каркасы теннисных ракеток. На рис. 6.16 показана схема процесса формования цилиндрических О заготовок для удилищ, клюшек для игры в гольф и других трубчатых изделий. [c.221]

Другим способом использования жидкого состояния является покрытие материалом матрицы волокон путем быстрой протяжки их через расплав матрицы. Для получения деталей покрытые проволоки затем соединяются диффузионным методом в закрытых штампах. Разработка диффузионных барьеров для волокон из тугоплавкого сплава будет способствовать применению жидкофазной техники для производства композиционных материалов в больших масштабах. [c.265]

Весьма перспективными для применения в различных отраслях техники являются композиционные материалы на основе алюминия армированные высокопрочной стальной проволокой имеющие высокие прочностные характеристики и сравнительно малую стоимость. Основные механические свойства материалов на основе алюминиевых матриц, упрочненных стальной проволокой, при [c.213]

Том 3. Применение композиционных материалов в технике. Под ред. Б. Потона. Машиностроение (в печати). [c.567]

В одной главе невозможно охватить все области применения композиционных материалов в ядерной технике. В связи с этим основное внимание уделяется тем комиозидионным материалом, которые наиболее характерны для этой промышленности. И даже они представлены лишь в качестве примеров и не о.хватывают всех областей применения. [c.448]

Об эффективности применения композиционных материалов в авиационной технике можно судить на примере их использования в конструкции самолета ИЛ-62. По данным исследователей, их использование может обеспечить снижение взлетной массы при сохранении летных характеристик на 17% увеличение дальности полета при сохранении взлетной массы на 15% увеличенне полезной нагрузки на 20% и др. [83]. [c.231]

Асбест используется в качестве армирующего наполнителя в композиционных материалах с момента начала применения полимерных материалов в технике. В настоящее время промышленность выпускает большой ассортимент асбестовых волокнистых наполнителей типа войлоков, матов, тканей, а также пресс-материалы на их основе. Изделия конструкционного или неконструкционного назначения относительно простой или довольно сложной конфигурации изготавливаются из прессованных и слоистых асбопластиков. Наиболее широкое применение нашли волокна на основе хризотилового асбеста, представляющего собой гидратированный силикат магния. [c.313]

Хотя сообщается [4], что первый серийный самолет типа Лок-хид Тристар , основные и вспомогательные элементы конструкции которого будут полностью изготовлены из композиционных материалов, не войдет в эксплуатацию раньше 1985 г., эти материалы уже сейчас находят широкое применение в производстве летательных аппаратов. Такие их элементы, как антенные обтекатели, уже давно производятся из радиопрозрачных полимерных композиционных материалов. Полимерные композиционные материалы широко применяются в производстве других элементов конструкций летательных аппаратов силового, олеративного и функционального назначения. Именно в аэрокосмической технике находят применение самые современные типы полимерных композиционных материалов, несмотря на их высокую стоимость, так как часто только они могут удовлетворить возникающим в этой области требованиям. Доклад, опубликованный в ФРГ [5], предсказывает все возрастающее применение композиционных материалов в конструкциях гражданских самолетов, в которых будут использоваться все виды современных армирующих волокон — стеклянные, угле- [c.417]

Применение композиционных материалов в летательных аппаратахпозво-лило снизить их массу, повысить эксплуатационные характеристики. Современные композиты являются перспективными материалами не только для авиационной и космической техники, но могут быть с успехом использованы в автомобилях, трубопроводах, сосудах и аппаратах химических производств, судостроении, сельскохозяйственном машиностроении и легкой промышленности. [c.3]

Рассмотрены преимущества композиционных материалов перед обычными в каждой из указанных областей техники, особенности проектирования типичных элементов конструкций, вкономическая и технологическая целесообразность применения композиционных материалов. [c.4]

Многие композиционные материалы, применяемые в ядернон технике, аналогичны материалам, используемым в других отраслях, например конструкционным материалам, от которых требуется высокая механическая прочность при повышенных температурах. Однако есть и такие области применения композиционных материалов, которые встречаются только в ядерной технике например, ядерное топливо, к которому предъявляется специфи- [c.447]

В этой главе дан краткий обзор применения композиционных материалов. Достижения многих конструкторов и фпрм-изгото-вителей свидетельствуют о возможности расширения пронавод-ства и применения композиционных материалов и в других отраслях промышленности, обсуждаемых в других главах. Ниже перечислены изделия, для которых использование уникальных свойств современных волокон может стать экономически выгодным лыжи, шесты для прыжков, весла гоночных каноэ, оптические приборы, контейнеры ядерных реакторов, промышленные центрифуги, зубчатые передачи, приводные ремни и изделия для криогенной техники. [c.489]

По мере развития техники композиционных материалов проведен широкий круг исследований по определению экономии массы, получаемой в результате применения их в авиационных конструкциях. Министерство обороны и другие организации признали, что композиционные материалы обеспечивают существенное снижение массы и способствуют совершенствованию летных качеств авиационной техники [12]. Эти выводы в равной дшре применимы и к гражданским самолетам, однако они недостаточно серьезно рассматривались вплоть до недавнего времени, когда снизилась стоимость композиционных материалов и стали более доступными как сами материалы, так и технологические процессы изготовления изделий из них. [c.39]

Гориаонтальный стабилизатор самолета Г-111 представляет собой первый ответственный полноразмерный основной агрегат, спроектированный и изготовленный из перспективных композиционных материалов-боропдастиков. В результате успешного выполнения программы была продемонстрирована возможность рационального проектирования изделий из анизотропных композиционных материалов, а также показано, что технологический процесс, основанный на использовании лент-препрегов шириной 76,2 мм из борных волокон, отвечает требованиям массового производства. Таким образом, уже на ранней стадии развития композиционных материалов работы по этой программе убедительно доказали, что эпоксидные боропластики могут найти практическое применение в технике. [c.157]

Классическим примером композиционных материалов, широко и успешно применяемых в последние 10—15 лет в различных областях новой техники, являются конструкционные сткелопластики. Как для материалов типа стеклопластиков, так и для вновь разрабатываемых армированных композиций (металлических волокнистых композиций, силовых многофункциональных покрытий и т. п.) весьма важно выявить области их рационального применения для изготовления ответственных деталей и узлов конструкций, работающих в условиях теплового и силового нагружения. [c.173]

Благодаря целому ряду ценных свойств, наиболее важными из которых являются высокая удельная прочность, низкая теплопроводность и отличные технологические качества, в современной технике все большее применение для изготовления ответственных деталей и агрегатов машин находят армированные полимерные материалы, составляющие особый класс композиционных материалов. К указанному классу материалов относятся угле-металлопластики, разработанные в Институте проблем материаловедения АН УССР [99]. [c.250]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...