ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анизотропия из "Прессованные стеклопластики" Виды анизотропной структуры. Влияние конструктивных и технологических факторов. Наличие в стеклопластиках волокнистого армирующего наполнителя, сопротивление которого внешней нагрузке зависит от ее направления по отношению к направлению волокна, обусловливает анизотропию механических свойств этих материалов. От направления волокон зависят также и другие свойства стеклопластиков теплопроводность, усадка, водопоглощение и т. д. [c.188] Анизотропия является самым важным специфическим свойством стеклопластиков как конструкционных материалов. Анизотропная структура стеклопластиков создается в процессе изготовления деталей, поэтому анизотропию стеклопластиков иногда называют технологической [66, с. 121]. В то же время анизотропия стеклопластиков может иметь и конструктивный характер, поскольку оптимальная ориентация волокон может устанавливаться в результате расчета и задаваться конструктором при проектировании детали. [c.188] Анизотропией в той или иной мере обладает большая часть технических материалов [4, с. 4 91, с. 5]. Однако прессованные стеклопластики отличаются тем, что структура материалов, полученных нз одного и того же полуфабриката, может изменяться в очень широком диапазоне от однонаправленной, когда свойства в направлении армирования и перпендикулярном ему различаются более чем на порядок, до квазиизотропной. [c.188] Возможность получения анизотропных структур в деталях из пресс-материалов 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 пресс-форму. [c.189] При изготовлении плоских силовых деталей чаще всего применяется ортогональная укладка ленты пресс-ма-териала укладываются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Через каждую точку стеклопластика, полученного в результате такой укладки, можно провести три взаимно перпендикулярные плоскости таким образом, что в любых двух симметричных относительно этих плоскостей направлениях свойства одинаковы. Эти плоскости называются плоскостями симметрии, а направления, перпендикулярные плоскостям симметрии, — главными. [c.189] Таким образом, при ортогональной укладке лент пресс-материалов типа С получается ортогонально анизотропный (ортотропный) стеклопластик. Две плоскости симметрии свойств этого стеклопластика перпендикулярны направлениям волокон, т. е. два главных направления совпадают с направлениями армирования. Различные виды ортогональной укладки обозначаются отнощением (1 1 5 1 10 1 и т. д.), указывающим доли пресс-материала с различными направлениями армирования. [c.189] При изготовлении круглых деталей типа крыщек, дисков и т. п. ленты пресс-материала укладываются в радиальном направлении и по окружности. В этом случае получается ортотропный стеклопластик, обладающий цилиндрической анизотропией при этом виде анизотропии свойства материалов одинаковы в любом направлении, перпендикулярном оси анизотропии. Ось анизотропии, как правило, совпадает с осью симметрии детали, перпендикулярной ее плоскости. [c.189] Стеклопластики из пресс-материалов 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.190] Применяемое на практике условное обозначение ортогональной укладки лент служит для количественной оценки степени анизотропии стеклопластиков. Характеристикой степени анизотропии ортотропного стеклопластика является также степень армирования его в главных направлениях, т. е. объемная доля лент, уложенных параллельно этим направлениям. Для однонаправленного стеклопластика степени армирования равны единице и нулю для стеклопластика с укладкой 4 1 они состаВ ляют 0,8 и 0,2 и т. д. [c.190] Изменяя степени армирования в главных направлениях путем соответствующей укладки лент пресс-материала, можно получить ортотроппые стеклопластики с необходимыми соотношениями механических свойств в данных направлетшях. [c.190] Сложные по форме детали прессуются, как правило, из материалов с коротким волокном. [c.191] Ориентация даже коротких волокон вдоль направления растягивающей нагрузки приводит к существенному увеличению прочности. Поэтому важно знать технологические приемы, позволяющие получить необходимую ориентацию армирующих волокон в деталях, изготавливаемых из пресс-материалов типа В и крошка , и зависимость свойств от ориентации волокон. [c.191] В зависимости от соотношения размеров детали и длины волокна получаются три основных вида структуры прессованных стеклопластиков. [c.192] Если один размер в плоских элементах деталей соизмерим с длиной стеклянного волокна и значительно меньше двух других размеров, волокна располагаются произвольно в плоскости элемента (рис. 5.3,а). Стеклопластик получается трансверсально-изотропным. Плоскости изотропии параллельны оформляющим поверхностям. [c.192] В том случае, когда два размера элемента соизмеримы с длиной волокна, а третий размер значительно больше, волокна ориентируются преимущественно вдоль третьего направления (рис. 5.3, бив). Получается материал ортотропной структуры. В этом случае прочность стеклопластика при растяжении в направлении преимущественной ориентации волокон примерно в 2—3 раза выше прочности материала с хаотическим расположением волокон в плоскости. [c.192] Если все размеры элемента соизмеримы с длиной волокна или больше его, наблюдается хаотическое расположение волокон в этом элементе. Материал при этом обладает изотропией свойств. Изотропным можно считать стеклопластики в деталях из вальцованных (типа СНК-2-27) и экструдированных пресс-материалов. [c.193] Определенная ориентация армирующих волокон в зависимости от соотношения длины волокон и размеров оформляющей полости достигается уже при таблетировании пресс-материалов с коротким волокном (типа В и крошка ). [c.193] На рис. 4.9 показано несколько вариантов пресс-форм для изготовления цилиндрической детали. При прессовании детали из нетаблетированных материалов в пресс-формах, изготовленных по вариантам I и II, одномерное течение пресс-массы в цилиндрической части полости (см. раздел 4.3) способствует ориентации части волокон параллельно оси цилиндра (рис. 5.4). В пресс-форме, сконструированной по варианту III, волокна ориентируются преимушественно по окружности. В пресс-форме с разъемом в плоскости, параллельной образуюш,иМ вблизи мест замыкания поток пресс-массы разделяется, поэтому волокна ориентируются преимущественно в плоскости разъема формы. [c.194] Зависимость прочности от конструкции и технологии изготовления изделия. Ввиду того что условия ориентации наполнителя при прессовании различных деталей неодинаковы, различными 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 вырезанных из плит [69]. [c.194] Испытания проводились при комнатной температуре. Расчет напряжений, действующих в деталях в момент, соответствующий их разрущению, производился приближенно по формулам теории упругости и сопротивления материалов. [c.195] Вернуться к основной статье