ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Неоднородность из "Технология прессования и прочность изделий из стеклопластиков" При анализе структуры стеклопластиков можно выделить два рода элементов макроскопические и микроскопические. [c.87] Размеры макроэлементов имеют первый порядок малости по сравнению с характерными размерами детали. За характерный размер детали из стеклопластика можно принять ее толщину. Для крупных прессованных деталей она составляет обычно 5—20 мм. Тогда макроэлементами можно считать склеенные связующим стеклянные нити и пучки нитей (пряди), размеры сечений которых в прессованных деталях составляют около 0,1 — 0,5 мм, т. е. на 1—2 порядка меньше толщины детали. [c.87] Стеклянные нити, применяемые для изготовления стеклопластиков, содержат обычно 200 и более элементарных волокон, диаметр которых составляет 5—10 мк. Такой же порядок имеют в стеклопластиках размеры промежутков между отдельными волокнами, заполненных связующим. Следовательно, стеклянные волокна и прослойки связующего представляют собой элементы микроструктуры стеклопластиков (элементы второго порядка малости). [c.87] В любой заданной точке (точнее в ее окрестности с размерами второго порядка малости) стеклопластика может оказаться либо стекловолокно, либо связующее, причем присутствие того или другого компонента является случайным. Так как свойства стекловолокна и связующего 1в стеклопластике существенно различаются, то стеклопластики следует отнести к двухкомпонентным микронеоднородным материалам . [c.87] Как известно , в микронеоднородных материалах при деформировании возникают случайные структурные напряжения, оказывающие существенное влияние на прочность деталей. Параметры распределения случайных напряжений, обусловленных неоднородной микроструктурой материала, определяются из решения статистических краевых задач. Общий метод решения статистической краевой задачи теории упругости армированных сред изложен в работе . [c.87] К микродефектам следует отнести микропустоты и поры, являющиеся, в частности, следствием неравномерной пропитки стеклянных нитей связующим, разрывы и местный изгиб отдельных волокон, неравномерное натяжение волокон в нити, отсутствие адгезионной связи между связующим и наполнителем на отдельных участках и т. д. [c.88] К макродефектам относятся разрывы и местный изгиб стеклянных нитей и прядей, отклонения их ориентации от заданных оптимальных направлений и т. д. Следствием макродефектов является макроскопическая неод-но зодность стеклопластиков. [c.88] Дефекты прессматериалов, обусловленные несовершенством технологии их получения, рассматривались выше (гл. I). В процессе переработки прессматериалов эти дефекты, как правило, не устраняются. Более того, при подготовке и загрузке прессматериала, а также в результате течения нагретой прессмассы могут возникать новые дефекты. Наиболее опасным дефектом является искривление стеклянных нитей, приводящее к резкому снижению сопротивления материала растягивающим и изгибающим нагрузкам. [c.88] При изготовлении деталей из ориентированных пресс-материалов большое значение имеет правильная укладка лент полуфабриката в прессформу. Если направление волокон в изделии не совпадает с направлением наибольших нормальных напряжений, особенно при растяжении и изгибе, то прочностные характеристики изделия снижаются, причем одновременно увеличивается их разброс. В табл. 19 приводятся данные , свидетельствующие о влиянии укладки в прессформу лент материала АГ-4С на показатели прочности образцов и их рассеивание. [c.88] Растяжение. . Сжатие. . . . Статический изгиб. . [c.89] Разброс упругих характеристик стеклопластиков, как правило, ниже, чем разброс характеристик прочности. Следует также заметить, что с изменением степени анизотропии предел прочности изменяется больше, чем модуль упругости (рис. 41). [c.89] Установлено , что на разброс механических характеристик, определяемых при испытаниях образцов, влияют также условия нагружения, главным образом, способ приложения нагрузки. Так, при испытаниях на растяжение по ГОСТ 4649—63 образцов из прессматериала АГ-4С с укладкой 1 1 коэффициент вариации предела прочности составлял 28% при среднем значении предела прочности 0 = 24,5 кГ/сж . Исключение перекосов образца благодаря применению специальных захватов позволило снизить коэффициент вариации до 11,3%, причем среднее значение прочности увеличилось до а = 30 кГ Аналогичные результаты были получены при испытаниях на сжатие образцов из материала АГ-4В на машинах 20М-10 и Р-5 (рис. 46). Образцы, испытанные на машине ZDM-10 с лучшим центрированием, оказались прочнее на 70%, а коэффициент вариации пределов прочности меньше. [c.89] Значительный разброс показателей прочности отмечается и при испытаниях прессованных деталей из стеклопластиков. [c.90] Число испытанных деталей. . [c.91] Деталь изготовлена из прессматериала АГ-4С. [c.91] Вид деформации разрушающегося элемента детали. [c.91] Применение нормального закона для описания распределения показателей прочностных свойств стеклопластиков допустимо, потому что, во-первых, прочность стеклянных волокон распределена по закону, близкому к нopмaльнoмyЗ , и во-вторых, на расположение структурных элементов в стеклопластике, определяющее прочность материала, влияют многочисленные, как правило, независимые технологические факторы. Распределение прочности, как результат этого влияния, лучшим образом должно описываться нормальным законом. [c.91] Штриховыми линиями обозначены 90%-ные доверительные границы. [c.92] Значения параметров распределения Вейбулла для ределов прочности при растяжении некоторых прессо-анных стеклопластиков приведены в табл. 21. [c.93] Логарифмически нормальный закон распределения удобно использовать при обработке испытаний прессованных стеклопластиков на длительную прочность. [c.94] Вернуться к основной статье