ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные свойства стекловолокнистых анизотропных материалов из "Высокопрочные стеклопластики СВАМ" Свойства стеклошпона — отдельного слоя, из которого набирается весь материал, зависят от содержания стеклянного волокна и связующего. Прочность стеклянных волокон неизмеримо больше, чем прочность связующего, поэтому естественно ожидать, что с увеличением относительного количества стеклянных волокон прочность шпона будет возрастать. Опыт показывает, что такое возрастание действительно происходит, но лишь до определенного предела — пока содержание стекла не достигнет приблизительно 65% по объему независимо от применяемого связующего и диаметра волокна. Примерно такое же соотношение, по данным многочисленных исследований, имеет место и для всех других волокнистых синтетических материалов. [c.34] График иллюстрирует и другой важный факт, который заключается в том, что наибольшей прочностью обладает материал, изготовленный из волокон диаметром 14—16 ц. Использование волокон меньшего или большего диаметра приводит к понижению прочности. Этот факт еще более наглядно иллюстрируется рис. 7, где показано изменение прочности в зависимости от диаметра волокна при оптимальном содержании стекла. [c.35] Полученный результат кажется парадоксальным, поскольку известно, что прочность элементарного стеклянного волокна возрастает с уменьшением его диаметра. Здесь же уменьшение диаметра волокна приводит к понижению прочности материала. [c.36] Видимо, условия совместной деформации стеклянных волокон и связуюгцего (смолы) при тех связуюгцих, которые применялись в работе, таковы, что не удается полностью использовать прочность волокон очень малого диаметра. Так, удлинение этих элементарных волокон при разрыве достигает 5%, а в материале не удалось получить удлинения при разрыве более 2 %, даже применяя связующие с гораздо большими удлинениями. [c.36] Наконец, последний и очень важный факт обнаруживается при сравнении данных испытаний стеклофанеры и индивидуального стеклянного волокна. [c.36] Так как само по себе связующее обладает очень малой жесткостью и прочностью, по крайней мере раз в 30 меньшей, чем у стеклянных волокон, то можно принять, что в действительности прочность всего образца определяется прочностью одних волокон. Тогда для вычисления напряжений, возникающих в волокнах, находящихся в образце (шпоне), достаточно разделить все усилие на площадь, занимаемую волокнами. [c.37] В табл. 6 приводится сравнение прочности элементарных волокон, испытанных в обычных атмосферных условиях, тщательно просушенных с хлористым кальцием, и прочности волокон в материале (стеклошпоне), вычисленной описанным выше способом, на основании данных испытаний образцов. [c.37] Из табл. 6 следует, что прочность волокна диаметром 14—20 а в материале больше прочности таких же волокон на воздухе. [c.38] Таким образом, прочность материала оказывается значительно большей, чем суммарная прочность содержа-ццихся в материале стеклянных волокон в испытуемом направлении. [c.38] Три указанных выше факта еще не получили исчерпывающего объяснения, которое является ближайшей задачей исследований прочности стекловолокнистого материала. [c.39] Возможно, что более полное раскрытие природы ука-аанных явлений позволит в еще большей мере использовать замечательные свойства тонких волокон и получить материал, обладающий еще более высокими качествами. [c.39] Переходя к характеристике СВАМ как конструкционного материала, нужно отчетливо представить одну из его основных особенностей — анизотропию, которая обусловлена самим строением материала. [c.39] Дерево является одним из самых распространенных и употребительных материалов, известных человеку уже многие тысячи лет. Именно оно представляет собой наиболее яркий пример анизотропного материала. Хорошо известно волокнистое строение древесины. При растяжении образца, вырезанного вдоль волокон, разрыв наступает при напряжении 800—1000 кг/см , а для образца, вырезанного поперек волокон, разрыв наступит при напряжении 30—40 кг/см , т. е. в 20—30 раз меньшем. Таким образом, прочность древесины очень сильно зависит от направления приложения нагрузки. [c.39] Подобные материалы называются анизотропными в отличие от изотропных, обладающих одинаковыми свойствами в любом направлении. К числу изотропных материалов относятся стекло (в объемных образцах), а также большая часть металлов. [c.39] Не следует смешивать анизотропию с неоднородностью. Последняя характеризует изменение свойств тела в различных его местах. [c.40] Следовательно, древесина является анизотропным и неоднородным материалом ее свойства зависят не только от направления, но и от местоположения в стволе взятого образца. [c.41] Кристаллы представляют собою анизотропные, но однородные тела. В природе нередко встречаются большие кристаллы поваренной соли. Если из такого кристалла п разных местах вырезать маленькие образцы, то их свойства будут зависеть только от направления по отношению к граням кристалла, но практически ие зависят от места, из которого они вырезаны. [c.41] Анизотропия в свойствах материала с успехом может использоваться для создания рациональных конструкций путем наиболее выгодной ориентировки материала в соответствии с наибольшими напряжениями, возникающими в той или иной части конструкции. Неоднородность же, напротив, создает затруднения в применении материала, поскольку свойства отдельных кусков или образцов могут очень заметно, иногда в несколько раз, отличаться от средних свойств материала. [c.41] Как уже не раз отмечалось, свойства анизотропных материалов зависят от направления волокон. [c.41] Прочность стеклофанеры при растяжении в различных направлениях различна сопротивление СВАМ растяжению в продольном и поперечном направлениях одинаково и составляет 49 кг/мм , а под углом 45° оно равно 22 кг/мм . [c.41] Вернуться к основной статье