ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анизотропия из "Технология прессования и прочность изделий из стеклопластиков" Наличие в стеклопластиках волокнистого армирующего наполнителя, сопротивление которого внешней нагрузке зависит от ее направления по отношению к волокну, обусловливает анизотропию механических свойств этих материалов. От направления волокон зависят также и другие свойства стеклопластиков теплопроводность, усадка, водопоглощение и т. д. [c.76] Анизотропия является самым важным специфическим свойством стеклопластиков как конструкционных материалов. Анизотропная структура стеклопластиков создается в процессе изготовления деталей, поэтому анизотропию стеклопластиков иногда называют технологиче-ской2 . В то же время анизотропия стеклопластиков мо-Л бт иметь и конструктивный характер, поскольку оптимальная ориентация волокон может устанавливаться в результате расчета и задаваться конструктором при проектировании детали. [c.76] Возможность получения анизотропных структур в деталях из прессматериалов с ориентированным наполнителем (типа С ) не вызывает сомнения. Действительно, необходимая ориентация армирующих волокон может быть легко достигнута при соответствующей укладке нарезанных лент исходного материала в прессформу. [c.76] Таким образом, при ортогональной укладке лент прессматериалов типа С получается ортогонально анизотропный (ортотропный) стеклопластик. Две плоскости симметрии свойств этого стеклопластика перпендикулярны направлениям волокон, т. е. два главных направлен кия совпадают с направлениями армирования. [c.77] Различные виды ортогональной укладки обозначаются отношением (1 1, 5 1, 10 1 и т. д.), указывающим доли прессматериала, уложенного в направлениях армирования. [c.77] При изготовлении круглых деталей типа крышек, дисков и т. п. ленты прессматериала укладываются в радиальном направлении и по окружности. В этом случае получается ортотропный стеклопластик, обладающий цилиндрической анизотропией, т. е. имеющий такую ось (ось анизотропии), в любом перпендикулярном направлении к которой свойства одинаковы. Ось анизотропии, как правило, совпадает с осью симметрии детали, перпендикулярной ее плоскости. [c.77] В другом случае, когда ленты прессматериалов типа С укладываются так, что все волокна имеют приблизительно одно направление, получается стеклопластик так называемой однонаправленной структуры (одноосно армированный материал). Этот вид укладки условно обозначается 1 0. [c.77] Стеклопластики из прессматериалов типа С обычно имеют слоистую структуру. Исключение составляют однонаправленные стеклопластики, свойства которых в плоскости, перпендикулярной направлению армирования, практически изотропны. Следовательно, однонаправленные стеклопластики можно отнести к трансверсально-изотропным материалам. [c.77] Сложные по форме детали прессуются, как правило, из материалов с коротким волокном. Исследования по-казывают , что ориентация даже коротких волокон вдоль направления растягивающей нагрузки приводит к существенному увеличению прочности (рис. 9). Поэтому важно знать технологические приемы, позволяющие получить необходимую ориентацию армирующих волокон в деталях, изготавливаемых из прессматериалов типа В и крошка . [c.79] Предварительная ориентация волокон может быть получена при таблетировании прессматериалов этих типов. Затем путем определенной укладки таблеток в прессформу можно создать анизотропную структуру стеклопластика в детали. [c.79] Исследования структуры стеклопластиков в деталях, отпрессованных из нетаблетированных прессматериалов с коротким волокном, показывают, что армирующие волокна в элементах таких деталей располагаются, главным образом, параллельно оформляющим поверхностям прессформы вблизи этих поверхностей. Об этом свидетельствуют приведенные на рис. 42 фотография шлифа и рентгеновский снимок участков деталей, изготовленных из прессматериала П-5-2. При механических испытаниях образцов, вырезанных из плит, обнаруживается значительное различие свойств стеклопластиков в направлениях, параллельных оформляющим поверхностям и перпендикулярных им, т. е. в плоскости плиты и в направлении прессования. Таким образом, стеклопластики Б деталях из прессматериалов типа В и крошка всегда в той или иной мере обладают анизотропией механических свойств. [c.79] Экспериментально установлено, что вид структуры и степень анизотропии механических свойств стеклопластиков в деталях из прессматериалов типа В и крошка зависят от конструкционных и технологических факторов, основными из которых являются способ подготовки и укладки полуфабриката, соотношение между размерами детали и длиной волокна в прессматериале, взаимное расположение оформляюш,их поверхностей пресс-формы и направление их перемещения при замыкании. [c.80] О влиянии конструкции прессформы на ориентацию волокон было сказано выше (см. стр. 57). [c.80] В зависимости от соотношения размеров детали и длины волокна получаются три основных вида структуры прессованных стеклопластиков. [c.80] Когда все размеры элемента соизмеримы с длиной волокна или больше его, наблюдается хаотическое расположение волокон в пространстве. Материал при этом обладает изотропией свойств. Изотропными можно считать стеклопластики в деталях из вальцованных (типа СИК-2-27) и экструдированных прессматериалов. [c.81] Определенная ориентация армирующих волокон в зависимости от соотношения длины волокон и размеров оформляющей полости может использоваться и при таблетировании прессматериалов с коротким волокном (типа В и крошка ). [c.81] Ввиду того что условия и характер ориентации наполнителя при прессовании различных деталей не одинаковы, разными получаются и прочностные характеристики одного и того же материала в разных деталях. По этой причине данные, полученные при испытаниях стандартных прессованных образцов, как правило, не соответствуют результатам испытаний реальных конструкций и образцов, изготовленных другим способом, например, вырезкой из плит . [c.81] Анализируя данные, приведенные в табл. 17, нетрудно убедиться в том, что стандартные испытания в большинстве случаев дают завышенные показатели прочности. Так, стандартные образцы для испытаний на растяжение (по ГОСТ 4649—63) разрушаются при напряжениях, превышающих разрушающие напряжения в деталях и в образцах, вырезанных из плит, в 2 раза и более. Причина столь существенного расхождения заключается Б том, что в рабочей части прессованного образца происходит ориентация волокон наполнителя вдоль продольной оси образца, параллельно направлению растягивающей силы (размеры сечения рабочей части прессованного образца 6x25 мм, а длина армирующих волокон в прессматериале АГ-4В около 50—70 мм). Аналогичное явление ориентации наблюдается при прессовании образцов для испытания на изгиб по ГОСТ 4648—63 (рис. 44). [c.82] При прессовании кольца диаметром 130 мм (рис. 45) происходит течение прессмассы, приводящее к ориентации армирующих волокон вдоль направления растягивающих усилий. Прочность при этом увеличивается по сравнению с прочностью материала, имеющего хаотическое расположение волокон в плоскости (ориентация в плитах). [c.82] Таким образом, анизотропия прочности пресСойййных бтёклопластиков должна непременно учитываться при прочностных расчетах деталей. Использование для расчетов на прочность деталей показателей, полученных при испытаниях стандартных прессованных образцов, без указания на направленность волокон может привести к грубым ошибкам. [c.83] Вернуться к основной статье