Анизотропия прочности стеклопластиков

Разброс третьей группы связан с анизотропией прочности стеклопластиков. Для стеклопластиков [4] рассеяние результатов [c.176]

Как отмечено выше, исследование анизотропии длительной прочности стеклопластиков осуществлялось на плоских образцах, вырезанных из листа. Вместе с тем работа стеклопластика при растяжении образца (когда перерезываются несущие волокна, существует частичная концентрация напряжений и др.), существенно отличается от работы стеклопластика в конструктивных элементах типа тонкостенных пластин, и оболочек. Это следует учитывать, оценивая анизотропию прочности стеклопластиков по экспериментальным данный, полученным при испытании плоских образцов. [c.139]

АНИЗОТРОПИЯ ПРОЧНОСТИ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ [c.75]

Акустические структуроскопы применяются также для контроля содержания различных веществ в контролируемом изделии, для контроля межкри-сталлической коррозии, твердости, напряженного состояния, упругой анизотропии, прочности различных материалов (например, стеклопластиков). [c.381]

ДИАГРАММЫ И ПОВЕРХНОСТИ АНИЗОТРОПИИ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ [c.194]

Анизотропия предела выносливости 0 некоторых стеклопластиков представлена на рис. 3.49. Анизотропия усталостной прочности стеклопластиков при изгибе (кривые 2—4) выражена слабее, чем при испытании на повторно-переменное растяжение-сжатие (кривая /). Результаты сопоставления анизотропии стеклопластика при [c.204]

Влияние схем армирования и технологии изготовления на анизотропию упругих свойств и прочность стеклопластиков при сжатии. — В кн. Вопросы судостроения. Вып. 12. (Сер. Технология судостроения). 1976, с. 123—142. [c.243]

Степень анизотропии прочности на разрыв Оо/Одо и срез (между слоями) стеклопластиков достигает 2—10, что выше, чем для метал- [c.431]

Прочность стеклопластика в зависимости от характера анизотропии [c.127]

Характерной особенностью ряда высокомодульных композитов является суш ественная анизотропия упругих свойств самих армирующих волокон. Например, для углепластиков в зависимости от исходного материала, параметров карбонизации, усилия вытяжки и последующей термической обработки отношение модулей вдоль ( д) и поперек (Е г) волокон может достигать 40—50. Наряду с хорошо изученными особенностями волокнистых композитов — плохим сопротив.пением межслойному сдвигу и поперечному отрыву — появляется новый фактор — существенная разница упругих свойств вдоль и поперек волокон. Сопоставление углепластиков со стеклопластиками и боропластиками (см. табл. 1) свидетельствует о том, что при практически одинаковой анизотропии прочности у первых намного выше анизотропия упругих свойств. Это порождает ряд принципиальных особенностей при анализе результатов испытаний для материалов на основе анизотропных волокон и оценке пх несущей способности, связанных с повышенной податливостью композита в поперечном направлении. [c.11]

Зависимости (рис. 42) позволяют сделать вывод о том, что у стеклопластиков типа АГ-4С вследствие ярко выраженной анизотропии не наблюдается существенного влияния концентрации напряжений. Следует отметить, что прочность стеклопластиков типа АГ-4С [c.76]

Рассмотрим некоторые особенности экспериментального исследования анизотропии прочности слоистых пластиков. Ранее (в гл. II) указывались недостатки экспериментального исследования анизотропии упругих свойств стеклопластиков на плоских образцах, вырезанных под разными углами к основным направлениям. [c.77]

Рис. 8. Анизотропия прочности армированных стеклопластиков при сжатии (1 = 9,8Ы0

Диэлектрическая анизотропия может возникнуть в результате некоторой специфики формования изделий (литье керамических деталей под давлением, прокатывание резины в вальцах, склеивание стеклопластика и т. д.), приводящей к ориентации частиц отдельных компонент гетерогенной среды [4]. Эта, так называемая, структурная анизотропия, как правило, не снижает прочности изделий, но может быть препятствием для их применения в ряде приборов современной радиоэлектроники. Кроме того, она затрудняет обнаружение и исследование остаточных напряжений. [c.58]

Эффективность применения стеклопластиков в значительной мере определяется правильным выбором технологии и схем армирования, обеспечивающих требуемое распределение жесткости и прочности в конструкции. Так, напряженное состояние в пластинах или оболочках с вырезами и отверстиями сильно зависит от анизотропии упругих свойств. При этом имеет значение не только отношение модулей упругости щах тш> ио и анизотропия модулей сдвига и коэффициентов Пуассона [12]. [c.90]

Далее диаграммы анизотропии пределов прочности этого же стеклопластика при сжатии и растяжении изображены в декартовых координатах. На рис. 3.39—3.46 [c.196]

Рис. 3.38. Поверхность анизотропии величины предела прочности тканевого стеклопластика а — при сжатии б — при растяжении

Рис. 3.39. Диаграмма анизотропии предела прочности при сжатии стеклопластика при п — Ь

Рис. 3.43. Диаграмма анизотропии предела прочности при сжатии стеклопластика ЭПС с параллельной укладкой стеклоткани

Рис. 3.50. Анизотропия предела выносливости о 1 и предела прочности Сд стеклопластика марки СВАМ 1 1 на эпоксифенольном связующем при действии осевой нагрузки симметричный цикл)

Существенной анизотропии характеристик механических свойств, в том числе предела прочности, можно ожидать у металлических композиционных материалов, которые по структуре сходны с армированными стеклопластиками. Это обусловлено резким различием свойств пластичной матрицы и армирующих металлических или [c.222]

Современные методы расчета конструкций, и в частности метод конечных элементов (МКЭ), позволяют с достаточной полнотой учитывать анизотропию материала при расчетах прочности даже довольно сложных конструкций. В качестве примера приведем расчет напряженного состояния соединения оболочки со сферической крышкой, выполненных из стеклопластика (рис. 3.89). [c.240]

Анизотропия механических свойств стеклопластиков распространяется и на длительную прочность этих материалов, причем характер анизотропии длительной прочности может отличаться, от анизотропии кратковременной прочности. Все эти особенности должны учитываться при расчете силовых элементов конструкций из стеклопластиков, длительное время работающих под нагрузкой. [c.144]

Прочность резьбовых крепежных элементов из ПМ с волокнистым наполнителем зависит от направления армирования [100]. При работе болтов на растяжение максимальная прочность достигается, если армирующий материал крепежного элемента ориентирован в направлении нагружения. В условиях сложнонапряженного состояния более эффективно применять армирующие материалы с явно выраженной анизотропией свойств (например, рубленную стеклянную ткань) или комбинированные материалы (ровничную ткань со стекловолокнистым матом в отношении 6 4). Прочность гаек из стеклопластика максимальна, если армирующие волокна в них расположены перпендикулярно оси резьбы. [c.198]

Анизотропия прочности. Выше рассмотрены случаи разной сопротивляемости разрушению материалов при растяжении и сжатии. Однако эти свойства материалов часто зависят от ориентации направлений главных напряжений по отношению к некоторым характерным для данного материала направлениям. Например, в стеклопластиках и им подобных армированных материалах, в которых в относительно мягкой матрице (пластик, металл) уложена с данной системой ориентации относительно жесткая арматура (стекловолокно, борволокно, углеродные усы и т. п.), прочность на разрыв в направлении армирования существенно выше прочности на разрыв в перпендикулярном направлении. В то же время прочность [c.170]

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]

Степень анизотропии прочности на разрыв в продольном и поперечном направлениях Оо/сТдо и срез То/т о (между слоями) для стеклопластиков достигает 2—10, что выше, чем для металлов. Анизотропия упругих свойств выражена слабее, чем анизотропия предела прочности. Механические свойства стеклопластиков зависят от температуры, с повышением температуры прочность снижается. [c.469]

Диаграмма анизотропии разрушающего напряжения при сжатии а1х для однонаправленного стеклопластика (рис. 3.37) во всем аналогична диаграмме, построенной для модуля Ех (см. рис. 2.29). При других схемах армирования эта аналогия нарушается. Благодаря высокому сопротивлению сжатию в трансверсальном направлении 0в2 наиболее выраженной становится анизотропия прочности при сжатии в трансверсальной плоскости с минимальным значением для направлений, близких к диагональным (ф = 0 0 == 45° и ф = 90° 0 = 45°). Максимальной является прочность при сжатии в трансверсальном направлении Овг, которая для стеклотекстолита горячего отверждения превышает прочность при сжатии по основе. [c.194]

Подбором рациональной формы и размеров образца можно создать благоприятные условия прессования, добиться правильного разрушения образцов и сократить разброс экспериментальных данных [15]. Однако в этом случае также нельзя объективно судить о прочности стеклопластиков. При прессовании образца небольшого объема в прессформе складываются исключительные условия чрезвычайно интенсивный прогрев связующего, высокая степень уплотнения наполнителя, соответствующая анизотропия свойств и т. д. Все это оказывает решающее влияние на прочностные показатели стеклопластиков и их стабильность. [c.4]

Анизотропия кристаллов объясняется их атомной структурой, но существуют материалы, у которых определяющие их анизотропию структурные элементы имеют значительно большие размеры. Примером может служить древесина, расположение видимых невооруженным глазом волокон создает относительно высокую прочность в направлении оси ствола и малую прочность в поперечном направлении. В этом отношении можно сказать, что природа распорядилась прочностью целлюлозы, из которой, в основном, состоит древесина, наилучншм образом. По этому принципу в технике создают так называемые композитные материалы, примером которых могут служить стеклопластики. Тонкая стеклянная нить имеет высокую прочность, укладывая слои такой нити, пропитывая их смолой и полимеризируя, получают монолитные пластины. Чередуя направления укладки слоев, можно менять степень и характер анизотропии с тем, чтобы использовать прочность волокна наивыгоднейпшм образом. В последние годы были получены и промышленно освоены высокопрочные волокна, значительно превосходящие по своим свойствам стеклянное волокно и, что особенно важно, имеющие значительно более высокий модуль упругости. Наибольшее распространение получили волокна бора и углерода, которыми армируют пластики и металлы. [c.41]

Комплексные методы. Характерной особенностью современных полимерных композиционных материалов (стеклопластиков, боро-пластиков, углепластиков, асбопластиков, пенопластов и др.) является существенная неоднородность структуры, обусловленная неравномерным распределением наполнителя и связующего, анизотропия свойств, существование специфических только для этих материалов различных дефектов, высокая удельная прочность, значительные величины звуко-, тепло- и электроизоляционных свойств. Поэтому выбор наиболее эффективного комплекса методов и средств неразрушающего контроля этих материалов с учетом особенностей их структуры и свойств представляется актуальной задачей. Перенесение эффективных неразрушающих методов и средств контроля для металлов на композиционные материалы будет неправильным в связи со специфичностью свойств и структуры композиционных материалов. Так для металлов (стали, алюминий, титан, сплавы и т. д.) наиболее эффективным являются высокочастотные ультразвуковые (I мГц и выше), электромагнитные, рентгеновские, тепловые методы. Однако для полимерных композиционных материалов данные методы не будут эффективными. [c.103]

Перечисленные факторы приводят к рассеиванию результатов оценки прочностных свойств стеклопластиков даже при самом качественном изготовлении образцов и самой высокой технике испытаний, так как невозможно устранить источники разброса, связанные с гетерогенностью, анизотропией и статистической природой процесса разрушения этого материала. Следовательно, рассеяние характеристик прочности является неотъемлемым свойством стеклопластиков, и поэтому чрезвычайно важна статистическая обработка результатов испытания и наличие достаточного ко л и честБ а обр азцов. [c.177]

Намного сложнее описание механического поведения пластиков, армированных стекловолокном. Помимо уже упомянутой и сильно проявляющейся именно здесь анизотропии (или ортотро-пии — см. главы I и П1), важны комплекс свойств армирующих веществ и комплекс свойств связующего. Ввиду того, что типы армирующих веществ более или менее стабилизировались, можно составить диаграмму, классифицирующую стеклопласты по прочности и модулю упругости (рис. 43). Ассортимент смол, используемых в качестве связующих для стеклопластиков, также в основном стабилизировался. Смолы обусловливают в стеклопластиках главным образом те физические свойства, которые зависят от внешних [c.44]

Однонаправленные стекловолокниты отличаются анизотропией свойств. Наибольшую прочность и жесткость такие композиции имеют вдоль волокон. Этот недостаток устраняют в перекрестно армированных ориентированных стеклопластиках, в которых волокна расположены по различным направлениям. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) содержит стеклянные нити, которые по выходе из фильер, склеенные между собой в полосы, укладывают под углом 90°. Связующим в них выступают различные смолы. [c.315]

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]

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]

На рис. 3.38 представлены поверхности анизотропии предела прочности при сжатии и при растяжении стеклопластика на основе полиэфирной смолы марки ПН-3 и стеклоткани марки АСТТ (б)-С2-0 в полярных координатах (табл. 3.16). На рисунке видно, что наибольшее значение предела прочности при сжатии для этого вида стеклопластика имеет место при действии сжимающей нагрузки перпендикулярно плоскости слоев армирующей стеклоткани (0 = 90°, 0вг 281 МПа). Предел прочности этого вида стеклопластика при сжатии вдоль основы составляет [c.194]

Рис. 3.41. Диаграмма анизотропии предела прочности при сжатии стекло- Рис. 3.42. Диаграмма анизотропии предела пластика при л = 1 прочности при сжатии стеклопластика СТЭТ

Рис. 3.45. Диаграмма анизотропии предела прочности при сжатии стеклопластика на основе полиэфирной смолы марки ПН-3 и стеклоткани марки АСТТ (б)-С2-0

СТЕКЛОПЛАСТИК ОРИЕНТИРОВАННЫЙ (СВАМ, АГ-4с) — пластмасса, армированная параллельно расположенными волокнами, нитями или жгутами. С. о.— конструкционный и электроизоляционный материал, специфич. особенности к-рого определяются способом его получения, переработки и св-вами исходных компонентов (стеклянных волокон и полимерных связующих). Для С. о. характерны сочетание высокой прочности и малого уд. веса ярко выраженная анизотропия физико-механич. св-в, позволяющая усиливать материал конструкции в заданном направлении в соответствии с распределением напряжений в деталях стойкость к агрессивным средам пезагнивае-мость немагнитность и высокие диэлект-рич. св-ва малая теплопроводность. Повышенные физико-механич. св-ва обусловливаются возможностью эффективного использования прочности тонких стеклянных волокон в с. о. Это достигается строгой ориентацией и натяжением волокон в полимерном связующем отсутствием переплетений, вызывающих дополнит, напряжения и уменьшение прочности, особенно при сжатии частичным или полным исключением текстильной переработки, снижающей прочность самих волокон применением полимерных связующих, обеспечивающих совместную работу системы волокон вплоть до момента разрушения. В С. о. можно использовать стеклянные волокна диаметром свыше 10—12 мк (к-рые вследствие малой гибкости не могут применяться в произ-ве стеклотканей). Для получения с. о. применяются гл. обр. стеклянные волокна алюмоборосиликатного, реже кальциевонатриевого и др. составов. Оптимальное содержание стекла в С. о. 78—85% (по весу). Выбор связующих определяется требованиями к прочности, жесткости, термо- и влагостойкости, диэлек-трич. св-вам и др., а также технологич. и экономич. соображениями. От упругих и неупругих хар к связующих, их когезионной прочности и адгезии к стеклу, смачиваемости, обусловливающей равномерное распределение пленок на поверхности волокон, зависит степень использования прочности волокон и св-ва материала. Широкое применение в С. о. находят композиции [c.266]

Композиционным материалам присуща структурная анизотропия,-предопределенная их строением. Различного рода стеклопластики, углепластики и другие компрзиции в большинстве своем являются материалами с ярко выраженной анизотропией механических свойств. Кроме, того этим материалам в большей степени, чем традиционным металлам и сплавам, свойственны временные эффекты. Реологические-свойства таких. материалов должны учитываться в методиках расчета силовых элементов конструкций, выполненных из них. Практический интерес представляют определение деформаций в нагруженном теле по истечении определенного времени (ползучесть) и установление условий разрушения (длительная прочность). [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...