Особенности свойств армированных пластиков

ОСОБЕННОСТИ СВОЙСТВ АРМИРОВАННЫХ ПЛАСТИКОВ [c.19]

Таким образом, представленные результаты, отражающие влияние характеристик волокнистого наполнителя на свойства армированного пластика, показывают, что развитый подход отражает особенности бимодальной упаковки разнородных наполнителей, и он может быть использован для прогнозирования физико—механических свойств таких материалов. [c.221]

Температурно-временная зависимость механических характеристик армированных пластиков в основном определяется особенностями деформирования полимерных связующих, так как для наиболее распространенных армирующих материалов неупругие свойства начинают проявляться при значительно более высоких напряжениях и температурах, чем у материалов матриц. Следовательно, в первую очередь, от температуры и времени зависят характеристики, определяемые полимерной матрицей . При этом колебания температуры в сравнительно узком диапазоне, практически не влияющие на свойства металлов, могут сказываться на свойствах армированных пластиков. В меньшей степени от температуры и времени зависят характеристики, определяемые армирующими волокнами. [c.35]

Формально все основные зависимости, относящиеся к испытаниям армированных пластиков на растяжение в главных осях материала, сохраняются и для сжатия, конечно, с учетом направления деформирования. Поэтому, если при выборе формы и размеров образца и способа нагружения учтены особенности строения и свойств армированных пластиков, то для обработки результатов испытаний можно пользоваться формулами предыдущей главы. [c.92]

Попытки установить корреляцию между эксплуатационными характеристиками армированных пластиков и основными положениями химии поверхностных явлений оказались безуспешными. Адгезия красок, каучуков и герметиков к поверхности минеральных веществ и прочность стеклопластиков (особенно после выдержки в воде) очень слабо зависят от контактных углов смачивания, поверхностного натяжения адгезива, наличия непрочных пограничных слоев, морфологии и химии поверхности минеральных наполнителей и других важных факторов. Вполне вероятно, что при оценке адгезионных свойств по механическим характеристикам композитов могут использоваться отдельные параметры или их сочетания, которые оказываются несущественными при рассмотрении адгезии полимерных цепей на молекулярном уровне. [c.182]

Механические, физические, электрические и/или химические свойства определяются составом препрегов и особенностями их переработки. Методы определения этих характеристик совпадают с методами испытаний отвержденных армированных пластиков и описаны ниже. [c.457]

Применение новых композиционных материалов с регулируемыми характеристиками состояния возможно только при условии их детального исследования. Примером таких материалов могут служить армированные пластики, представляющие композиции сверхпрочных армирующих волокон и различных связующих. Они обладают специфическими механическими особенностями, существенно, отличающимися от свойств традиционных материалов (сталей, сплавов и др.), в частности анизотропией деформативных и прочностных свойств, низкой сдвиговой жесткостью, сдвиговой ползучестью. В таких условиях известные теории и методы расчета элементов конструкций не всегда правомочны, что требует обогащения исходных математических моделей состояния. [c.3]

Наиболее перспективны для применения в качестве конструкционных материалов армированные пластики, в особенности стеклопластики. Существенной особенностью этих материалов является различие свойств арматуры и связующего. Если в обычных условиях арматура (например, стекловолокно) представляет собой упругое тело, то связующее (высокополимер) обнаруживает заметную ползучесть уже при низких температурах (О—100°С). Вследствие этого явления армированные пластики также ползут под действием на- [c.138]

Особенностью длительной прочности композиционных материалов, в частности армированных пластиков, является не только ее зависимость от времени пребывания тела под нагрузкой и температуры тела, но и от направления действующей силы по отношению к направлениям армирования, а также от содержания и свойств исходных компонентов материала. При простых напряженных состояниях за основной критерий длительной прочности принимается, как ранее отмечалось, соответствующее нормальное или касательное напряжение, вызывающее разрушение за определенный срок работы материала. [c.137]

Обычным является заблуждение, когда о свойствах композита судят по одному, максимум двум параметрам. Дело в том, что композитные материалы наследуют не только положительные, но и отрицательные свойства компонентов. Однако при описании конструкционных возможностей этих материалов часто принято подчеркивать только высокую удельную прочность и жесткость армированных пластиков и умалчивать об их отрицательных свойствах. Это во многом обусловлено недостаточно полным комплексом испытаний, при котором изучается только часть параметров, характеризующих материал и его поведение в конструкции, а не весь комплекс, и неправильной обработкой результатов испытаний (с привлечением аппарата, не учитывающего особенности свойств испытываемых материалов). [c.9]

Слабое сопротивление сдвигу, особенно в плоскостях, где свойства материала определяются матрицей, является отрицательной чертой армированных пластиков со слоистой и волокнистой структурой. Слабое сопротивление сдвигу — это не только низкая сдвиговая жесткость, но и низкая сдвиговая прочность. Для ряда конструкций даже малые касательные напряжения могут быть причиной потери несущей способности. Поэтому правильное определение характеристик сдвига приобретает особое значение. [c.118]

В других случаях некоторыми авторами (Л. Фишер, Дж. Марин и др.) были предложены новые критерии прочности армированных пластиков, учитывающие некоторые особенности механических свойств этих материалов. [c.49]

За последние годы пластмассы находят все большее применение в конструкциях легковых автомобилей. Так, например, в США вес деталей из пластмасс, приходящийся на один легковой автомобиль, увеличился с 4,5 до 11,3 кг, и предполагается, что с 1965 г. он достигнет 22,6 кг. Это объясняется главным образом сравнительной простотой изготовления из пластмасс деталей сложных конструктивных форм при небольшом весе, а также рядом физико-механических свойств пластмасс теплоизоляционной, звукопоглощающей способностью и др. Особое распространение получили армированные кислотостойкие и теплостойкие пластики. В частности, нейлон характеризуется высокой усталостной прочностью, стойкостью к абразивному износу и коррозии, а также небольшим коэффициентом трения. Особенно широкое применение получают прозрачные пластмассы типа полихлорвинила, из которых изготовляют внутреннюю прослойку безопасных стекол для автомобилей и другие детали. [c.406]

Специфика строения армированных пластиков (стеклопластиков и др.), неоднородность их структуры и другие факторы приводят к больигому разбросу экспериментальных данных при определении различных механических характеристик, особенно пределов прочности на растяжение, сжатие и сдвиг. Рассеяние пределов прочности является свойством этих материалов, представ-ЛЯЮ1ЦИХ собой системы из неравнопрочных и неравнонагруженных нитей. Статистический характер механических свойств армированных пластиков подробно исследовался в работах многих авторов [48], [57] и др. Исследования показали, что коэффициент вариации V, представляющий собой отношение среднего квадратичного отклонения к среднему арифметическому значению соответствующей характеристики механических свойств, может служить показателем неоднородности материала. Коэффициент вариации зависит от многих факторов внешней температуры, харак- [c.175]

Одна из особенностей пластиков, армированных высокомодульными волокнами, состоит в том, что отношение модулей продольной упругости волокон и полимерного связующего имеет порядок 100. При этом влияние деформативных свойств полимерного связующего на деформативные свойства армированного пластика в направлении армироващия незначительно и им практически можно пренебречь. Таким образом, когда Евг Ед, для практически применяемых объемных содержаний волокон зависимость (2.9) может быть заменена на более простую [c.46]

Иначе сказывается изменение скорости деформирования в интервале 10 —10 с на некоторые механические свойства армированных пластиков. Так, с увеличением скорости деформирования стеклопластиков наблюдается рост замеренных величин кратковременной статической прочности и относительного удлинения материала [80], особенно интенсивный в диапазоне скоростей деформирования 0,00015—0,0008с . Если скорость деформирования выше 0,0008 с , то рост этих характеристик происходит по линейному закону, но менее интенсивно. Модуль упругости в указанном диапазоне скоростей практически не изменяется. Разброс измеряемых величин возрастает с уменьшением скорости деформирования. [c.58]

Одной из основных характеристик механических свойств арми- раванных ластиков является их ирочность, которая зависит от температуры, направления и времени нагружения, содержания и свойств компонентов. В настоящее время эти особенности прочностных свойств армированных пластиков исследованы недостаточно. [c.3]

Технологический процесс производства Сандвичевых структур (сотовых конструкций) требует соблюдения трех обязательных условий использования давления использования температуры (необходимо учесть, что и давление, и температура должны быть в точно заданных регламентами пределах в течение всего времени отверждения адгезивов) обеспечение инструментом и оборудованием, которое будет совмещать детали и выдерживать их под нагрузкой в течение всего режима отверждения. Существует много технологических приемов обеспечения условий отверждения Сандвичевых структур от формования в вакуумных мешках до автоклавного прессования. В основном все оборудование для производства Сандвичевых структур аналогично оборудованию для производства армированных пластиков, так как сандвичевые структуры являются одним из видов таких композитов. Однако давление при производстве Сандвичевых структур почти всегда ниже, что связано с особенностью свойств заполнителя. Стоимость оборудования в этом случае может быть несколько более низкой. Кроме того, низкие максимальные давления при соединении элементов Сандвичевых структур приемлемы и для ряда других композиционных материалов. [c.377]

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]

Даже самсе удачное материаловедческсе или технологическое наименование еще не говорит об особенностях механических испытаний армированных пластиков. Самой важной с этой точки зрения яв.ияется классификация по типу арматуры и ее взаимному расположению (укладке) в полимерной матрице. Главное требование к классификации с точки зрения механики материалов состоит в установлении закона деформирования и зависимости свойств от угловой координаты. Полагая в первом приближении, что армированные пластики следуют закону Гука, все многообразие композитов можно разделить на изотропные и анизотропные материалы. [c.20]

Вследствие существенного различия между механическими свойствами компонентов армированные пластики крайне чувствительны к разориентации и искривлениям волокон. Под разориента-цией понимается отклонение направления волокон в слоях материала от проектируемого. Такие отклонения обусловлены несовершенством технологии и могут быть одной из причин большого разброса результатов испытаний, особенно у однонаправленных материалов, армированных высокомодульными волокнами. Представление о влиянии разориентации на механические свойства композита дают диаграммы изменения упругих свойств при повороте осей, а также экспериментальные данные. [c.45]

Учет особенностей механических свойств армированных пласти ков привел к разработке и экспериментальной проверке ряда схе нагружения на изгиб. Схемы нагружения и опирания образца, при меняемые в настоящее время в практике испытаний армированны пластиков, показаны на рис. 5.1.1. Для испытаний образцов и изотропных материалов почти без исключения применяется так на зываемая трехточечная схема (рис. 5.1.1, а), т.е. свободно оперты) стержень на двух опорах, нагруженный сосредоточенной силой 1 в середине пролета I. Эта схема нагружения является наиболее распространенной и при испытаниях армированных пластиков однако в этом случае трехточечную схему следует считать сложной напряженное состояние образца переменно по длине, по высоте а в некоторых случаях и по ширине образца на образец действуе изгибающий момент и перерезывающая сила, т. е. возникают нор мальные и касательные напряжения. При испытаниях композито возможности трехточечной схемы расширены она применяется и дл) определения характеристик межслойного сдвига. Для этого исполь зуют простые формулы, построенные на основе гипотезы С. П. Ти мошенко. [c.170]

Исследования последних лет (их краткий обзор дан в работе [102 ]) былп направлены на поиски новых способов нагружения целых и разрезных кольцевых образцов и разработки аппарата для оценки и анализа полученных результатов. Кольцевые образцы испытываются наружным и внутренним давлением, что позволяет оценить их свойства при растяжении — сжатии в направлении армирования, на изгиб сосредоточенными силами — для оценки сдвиговых свойств намоточных материалов. Кольца с прорезями используются для изучения прочности при межслойном сдвиге. Для получения полного комплекса механических характеристик намоточных материалов освоены новые схемы нагружения разрезных колец. Учет особенностей механических свойств современных армированных пластиков привел к пересмотру методов испытаний сегментов кольца. [c.207]

Особенности структурных свойств композиционных материалов на основе углеродных и борных волокон с традиционными схемами армирования исследованы в работах [20, 25, 33, 59, 70]. Анализ и сопоставление полученных данных по угле- и боро-пластикам с аналогичными данными типичных стеклопластиков [39, 71] свидетельствуют о том, что использование высокомодульных волокон при традиционных схемах армирования способствует лишь резкому увеличению жесткости материала в направлениях армирования при этом заметного возрастания других упругих и прочностных характеристик не происходит. Главной отличительной особенностью высокомодульных композиционных материалов является большая по сравнению со стеклопластиками анизотропия упругих свойств [25]. Для углепластиков увеличение анизотропии упругих свойств обусловлено также анизотропией самих армирующих волокон. Существенных различий по прочностной анизотропии между стеклопластиками и высокомодульными материалами нет, но абсолютные значения межслойной сдвиговой прочности и прочности на отрыв в трансверсальном направлении однонаправленных и ортогонально-армированных углепластиков в 1,5—3 раза ниже аналогичных характеристик стеклопластиков. [c.7]

Слоистые пластики (СП), армированные стекловолокном (СВКМ), нашли широкое применение в судостроении с момента начала их использования в качестве промышленных материалов в 40-х годах XX столетия. Их применение как конструкционных материалов было обусловлено удачным сочетанием уникальных свойств высокого отношения прочности к массе, долговечности и стойкости к морской среде, простоты эксплуатации и ремонта, жесткости, особенно при очень низких температурах, их немагнитных и диэлектрических свойств, а также их низкой теплопроводности по сравнению с металлами. Кроме того, эти материалы дают возможность судостроителям использовать в конструкциях эластичность композитов, отсутствующую у обычных металлов. Например, при правильном выборе исходных компонентов, а также процесса получения композитов, в том числе и ориентации армирующей волокнистой добавки, удается получить конструкционный материал, удовлетворяющий специфическим требованиям к данной конструкции, а также создать надежную конструкцию, причем более легкую и эффективную. Использование монолитной бесшовной конструкции снижает до минимума количество швов и исключает многие дорогостоящие вторичные процессы сборки (например, механические соединения с помощью сварки или клепки). [c.511]

Кремнийорганические ПМ, характеризующиеся низкой полярностью, склеиваются с трудом. Проблема склеивания этих ПМ усугублена еще тем, что клеевая прослойка по своим свойствам и особенно по термостойкости должна быть близкой к свойствам соединяемого материала. Наиболее пригодными для их соединения считают клеи на основе кремнийорганических полимеров [5, 5. 127] и теплостойкие фенолокаучуковые клеи (например, марки ВК-13). Из данных табл. 7.15. видно, что клеевые соединения кремнийорганических пластиков по сравнению с соединениями других армированных реактопластов характеризуются более низкой прочностью при нормальной температуре, но отличаются более высокой термоустойчивостью. [c.489]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...