Стеклопластики разрушение

Проектирование изделий из стеклопластиков почти не отличается от проектирования изделий из металлов. Следует только учитывать повышенную, по сравнению с металлом, прочность на растяжение и сжатие и пониженную прочность на изгиб. Для преодоления последнего недостатка в местах повышенных нагрузок необходимо предусматривать упрочнение материала за счет увеличения толщины или установки ребер жесткости. Использование металла или древесины для повышения жесткости не рекомендуется в виду того, что различие в механических свойствах этих материалов и стеклопластиков может привести к появлению сильно напряженных мест и срезывающих усилий. Кроме того, различия коэффициентов термического расширения и появление продуктов коррозии металлов могут вызвать напряжения, достаточные для разрушения стеклопластика. [c.225]

Пластмассы обладают хорошими электроизоляционными свойствами.и имеют низкую теплопроводность. Так, стеклопластики благодаря малой теплопроводности выдерживают кратковременное воздействие температуры до 1000 °С с небольшим разрушением поверхностных слоев [119]. Таким образом, следует ожидать высокую устойчивость их к воспламенению в кислороде. [c.155]

Рис. 5.4. Зависимость вероятности хрупкого разрушения стеклопластика АГ-4С от разрушающего напряжения при растяжении площадь поперечного сечения образцов

На р с. 5.13 представлены кривые долговечности некоторых термопластов, которые в области хрупкого разрушения описываются. степенной функцией (5.67). Эксперимент показывает, что тем(пература не влияет на константу n . Следует отметить известное преимущество кинетического уравнения (5.66), связанное с относительной легкостью его интегрирования для различных режимов статического нагружения. Поэтому оно часто используется в приложении, например Серенсеном с сотр. для оценки длительной прочности стеклопластиков [93, 172, 181]. В отличие от Качанова авторы этих работ вводят начальную (шн) и конечную (бЗк) поврежденность, полагая, что [c.146]

Рассмотрим еще ряд экспериментальных данных о старении полимеров, описываемых экспоненциальной зависимостью (6.7). Весьма интересные результаты получены [128] при исследовании разрушения фенольных стеклопластиков (ФСМ, ФСК, КАСТ-В, ФСП) в некоторых агрессивных средах (4,5%-ные растворы уксусной и соляной кислот, аммиака и углекислого натрия). Испытания проводили при 22 2°С в течение 2880 ч, при- [c.199]

Разрушение стеклопластиков происходит в два этапа. На первом, характеризуемом большой скоростью, снижение прочности определяется в основном сорбционными, т. е. физическими, процессами, а на втором — химическими (разрушением связующего). Из кинетических кривых видно (см. рис. 6.6), что по истечении 720 ч после начала испытаний набухание ослабевает, а при экспозиции в 1200 ч практически достигается насыщение. Поэтому в дальнейшем разрушение стеклопластиков определяется химическими процессами, которые ока- [c.200]

Так как модули упругости компонентов стеклопластика обычно существенно различаются между собой, то для предотвращения преждевременного разрушения необходимы полимерные связующие, предельные удлинения которых превышают среднее удлинение композиционного материала в десятки раз [631 ]. Обычно нарушение монолитности стеклопластиков начинается задолго до разрушения. Вследствие того, что поврежденные участки занимают малую часть объема материала, ориентированные стеклопластики рассчитывают на прочность как сплошные материалы. Естественно, что при оценке герметичности конструкции следует учитывать нижнюю границу нагружения, при котором начинается образование трещин [632]. Обычно количественные расчеты прочности армированных систем начинаются с однослойных моделей. Следующим шагом является рассмотрение материала, состоящего из двух или нескольких слоев. Теорию многослойных сред к армированным материалам применил В. В. Болотин [633]. Теория армированных сред в приложении к ориентированным стеклопластикам получила развитие в работе [634, с. 192]. [c.301]

Первый фактор — это залечивание поверхностных дефектов в результате нанесения связующего (этот механизм упрочнения предполагался ранее при изучении разрушения стеклопластиков [618, с. 274], Доказательством того, что этот фактор оказывается существенным при разрушении комбинированных пленок, является следующее. Чем больше разрушающее напряжение индивидуальной пленки с нанесенным на ее поверхность связующим, тем больше упрочнение комбинированного материала, состоящего из этих компонентов. На роль процессов, связанных с перераспределением напряжения в вершине микродефектов, указывает [c.302]

В работах [7, 8] исследованы величины прочности а при различных скоростях деформации Уе для пленок БФ-4 и для стеклопластика СВАМ, полученного на основании того же связующего. В обоих случаях зависимость а — 8 прямолинейна при всех испытанных скоростях — - -3,5 порядка. При изменении скорости деформации на порядок прочность пленок БФ-4 изменяется на 17,5, а прочность образцов СВАМ — на 8%. Сравнение этих величин не дает ответа на вопрос, как происходит разрушение стеклопластика, но весьма вероятно, что за разрушение материала ответственно нарушение адгезионной связи на границе системы стеклянное волокно — смола. Более убедительный ответ можно получить, определяя так называемую энергию активации соответствующих процессов разрушения. Для этого требуется провести измерения прочности при тех же режимах нагружения в условиях повышенных температур, что составляет предмет дальнейшего исследования. [c.315]

Наибольшую количественную информацию о кинетике процесса разрушения можно получить при испытаниях с постоянным растягивающим напряжением или с постоянной нагрузкой. Метод постоянной нагрузки чаще используется для жестких высокопрочных пластмасс, стеклопластиков и пленочных материалов [7—9]. [c.220]

Для деталей локомотивного оборудования, работающих при высоких механич. нагрузках, колебаниях темп-ры от 50 до 50 °С (иногда до 150 °С), а также под током высокого напряжения, вместо стали с изоляцией из фарфора и слюдяных материалов используют стеклопластик. Благодаря этому исключаются аварии, связанные с разрушением изоляции, уменьшаются ремонтные и эксплуатационные расходы, снижаются трудоемкость изготовления и себестоимость деталей, к-рые м. б. отпрессованы целиком из стеклопластика. [c.493]

Если материал не обладает достаточной структурной стабильностью, то возможно изменение его упруго-гистерезисных свойств в результате утомления и соответственно смещение кривой +(Г) в сторону более низких темп-р, что приводит к непрерывному медленному возрастанию Гр вплоть до Т . Этот эффект часто наблюдается для стеклопластиков и приводит к постепенному разрушению как связующего, так и его контактов со стеклом. [c.179]

Основная методика заключалась в доведении образцов до разрушения при постоянно действующем растягивающем напряжении. По Полученным данным строилась зависимость долговечности материала от напряжения в координатах а—lgт , где а — напряжение, при котором разрушился образец, иг — время до разрушения. Таким образом определялась временная зависимость прочности стеклопластиков при постоянной температуре и различных концентрациях агрессивной жидкости или при постоянной концентрации, но при различных температурах, т. е. изучалось влияние концентрации и температуры на длительную прочность стеклопластиков. На построенных зависимостях сг—lg т каждая точка наносилась как средняя величина, полученная от испытаний минимум трех образцов. В тех случаях, когда наблюдался большой разброс результатов, опыты повторялись так, что на одну точку приходилось по 5—6 образцов. [c.169]

Как и в исследованиях С. Н. Журкова долговечности различных материалов на воздухе, в наших экспериментах отмечается характерная особенность температурной зависимости прочности стеклопластиков прямые, соответствующие различным температурам, располагаются веерообразно и пересекаются в одном полюсе. Значит на диаграмме зависимости lgt от а существует такое значение долговечности, при котором время до разрушения т и соответствующее ему напряжение а сохраняют в данной среде определенной концентрации постоянные значения нри изменении температуры в широких интервалах, т. е. в данной точке прочность не зависит от температуры и остается постоянной. Сходимость линий долговечности в одном полюсе указывает на монотонное изменение параметров а и Л в уравнении (3), определяемых свойствами материала, температурой и концентрацией данной среды. [c.173]

Схематически механизм коррозии стеклопластиков в напряженном и ненапряженном состоянии нами описан подробно [5]. Здесь же кратко изложим основные положения. Разрушение рассматривается как коррозионно-адсорбционный процесс понижения прочности в химически агрессивных средах с добавками поверхностно-активных веществ. Для растворов серной кислоты такой добавкой является вода. С увеличением концентрации НоЗО. уменьшается количество воды, а следовательно, сни-180 [c.180]

В едком натре и по кривым долговечности и по кривым снижения прочности после экспозиции без нагружения наблюдается одинаковая картина. Едкий натр весьма сильное поверхностно-активное вещество, обладающее большой проникающей способностью, для которого, по всей вероятности, достаточно внутренних напряжений в стеклопластике, чтобы усилить процесс разрушения и без приложения к образцу внешней нагрузки. [c.182]

Механизм абляционного разложения армированного стеклопластика изображен на рис. 1. Разрушение материала схематически представлено четырьмя отдельными слоями. Первый слой материала полностью разрушен в результате комбинированного воздействия термических, химических и механических факторов. На поверхности абляции видна тонкая пленка и несколько капель расплавленного стекла, которые образовались при плавлении армирующего стекловолокна. Под этим поверхностным слоем виден пористый углеродистый материал, армированный остаточным стекловолокном. Зона выделения летучих непосредственно прилегает к обуглероженному слою в этой зоне происходит лишь незначительная потеря органического связующего. Слой исходного материала расположен под этими разрушающимися зонами, и его температура почти не повышается или повышается очень незначительно. Для получения дополнительных данных о процессе абляции материал, находящийся в зонах, претерпевающих термическое разложение и показанных на рис. 1, был подвергнут химическому анализу. Полученные экспериментальные данные представлены на рис. 2. Содержание каждого элемента в фенольной смоле показано в зависимости от расстояния от поверх- [c.406]

Ремонт конструкций из стеклопластиков производится очень просто и не требует труда рабочих высокой квалификации. В случае местных разрушений корпуса судна (или кузова автомобиля) образуется отверстие, без глубоких вмятин или загнутых внутрь листов, как это имеет место в металлических деталях. [c.298]

Рис. 14. Функции вероятности разрушения (сплошные линии) и 90%-ные доверительные области (заштрихованы) для шкивов из стеклопластика АГ-4В

Возрастание уровня средних напряжений или продолжительности их приложения приводит к накоплению повреждений 5 р[ри статических испытаниях стеклопластиков задолго до окончательного разрушения начинается характерное потрескивание, сопровождающее разруше- [c.95]

Из температурно-временных эффектов деформирования и разрушения прессованных стеклопластиков наиболее исследованы ползучесть при нормальной и повышенной температурах поведение материала при кратковременном нагружении с разными скоростями в условиях нормальных и пониженных температур длительная прочность и усталость при нормальной температуре влияние кратковременной выдержки при повышенных температурах на статическую прочность. Результаты этих испытаний приводятся ниже (преимущественно по литературным данным). [c.98]

Испытания деталей из стеклопластиков показывают, что для них в основном сохраняются эти же закономерности деформирования и разрушения. Например, диаг- [c.108]

В последние годы для изготовления пластин кольцевых и дисковых клапанов применяют стеклопластики, текстолит и нейлон, причем толщину пластин выбирают приблизительно вдвое большей, чем из стали. Пластины из этих материалов легче, менее подвержены разрушениям при ударах, удовлетворительно работают при газах, запыленных или выделяющих смолистые осадки, коррозиоустойчивы, но не пригодны при температурах, превышающих 120° С. [c.357]

На рис. 2.31, а показана зависимость внутренней энергии (1Эр от Н нри деформировании стеклопластика вплоть до его разрушения от изменения предела кратковременной прочности образцов. Прочность образцов варьировалась за счет разной стеиени отверждения связующего, разной скорости деформироваиия, меняющейся от 0,6 до 6,7 мм/мии, и за счет предварительного утомления образцов при нагрузках 0,3 и 0,7/ . Видно, что независимо от скорости деформирования, степени отверждения связующего и предварительной циклической обработки прослеживается четкая корреляционная связь между Н и дЭ. Повышение Т до 50 °С не [c.106]

Предотвращение образования горючей среды в надпонтонном пространстве может быть обеспечено посредством устройства естественной вентиляции. За рубежом на крышах резервуаров с понтонами устанавливают люки из стеклопластиков с добавкой ингибиторов, предохраняющих их от разрушения ультрафиолетовыми лучами. Люки устанавливают через 7,5 м по периметру крыши. В свою очередь, активное вентилирование приводит к возрастанию испарения паров углеводородов через кольцевой зазор резервуара. Для снижения воздействия ветровой нагрузки на кольцевой зазор и соответственно для уменьшения интенсивности испарения устраивают дополнительно вторичные уплотнения затвора. При использо- [c.18]

Коррозией часто наз, также происходящие при взаимод. со средами процессы разрушения неметаллич. материалов-полупроводников, бетона, полимеров, стеклопластиков идр. Представления о К, м., коррозионностойких материалах и защите от коррозии, коррозионных испытаниях, проводимых при разработках и выборе материалов и ср-в защиты, выделяются в самостоят. научно-техн. дисциплину - химическое сопротивление материалов. [c.482]

Травление в отверстиях. Для травления диэлектрика в отверстиях фольгированного стеклопластика с целью удаления после сверления остатков стеклонитей и эпоксидной смолы без разрушения фольги применяют смесь H2SO4 и HF. Смесь получают медленным сливанием серной кислоты в плавиковую. Примерно через 10 ч в смеси образуется фторсульфоновая кислота, ускоряющая процесс. Эпоксидная смола удаляется в результате сульфирования ароматической части свободными гидроксильными группами серной и фтор-сульфоновой хислот. Образуется полярный сульфированный полимер, хорошо растворимый в воде. Как только удален слой эпоксидной смолы и обнажилось стекловолокно, последнее вступает в реакцию и растворяется. Образующиеся при этом пузырьки кремнефтористого водорода способствуют перемешиванию раствора и интенсифицируют травление [c.124]

Обработка стеклянных волокон силановыми аппретами приводит, как известно, к увеличению стабильности свойств стеклопластиков. Это связано со значительным уменьшением повреждения поверхности волокна после воздействия воды на пластигс [47]. Слой аппрета уменьшает выщелачивание стекла при воздействии воды и, таким образом, замедляет рост микрополостен [14]. Как и в исходном состоянии, разрушение при сколе происходит по слою аппрета. Описанные выше полости развиваются и на аппретированных волокнах, но их число значительно меньще и они растут с меньшей скоростью. Частицы аппретов в этом случае становятся менее рельефными, однако они сохраняются даже в микрополостях. Это указывает на то, что полости, заполненные раствором электролита, распространяются по границе между слоем аппрета и связующим. Поверхность стекловолокна в пластике повреждается мало, что согласуется с сохранением прочности после действия воды. Проникновение воды в стеклопластики по границе аппрет — связующее подтверждает приведенные выше данные о том, что эта граница является наиболее слабым местом в пластиках. Это объясняется, очевидно, сравнительно невысокой когезионной прочностью кремнийорганических аппретов, по которым и происходит разрушение стеклопластика. Поэтому одним из путей повыщения свойств таких материалов и их стабильности во влажных средах является разработка новых аппретирующих составов с более высокой когезионной прочностью и адгезией к связующим. [c.224]

В работе [25] описан опыт защиты труб из углеродистой стали с применением стеклопластиков. На одном из химзаводов было уложено более 10 км труб разных диаметров со стеклопластиковой изоляцией. Эти трубы эксплуатировались в тяжелых коррозионно-агрессивных условиях. Стеклопластиковое покрытие формовали способом намотки на поверхность труб стеклотканевой ленты гарниту-рового плетения шириной 35 мм, пропитанной бакелитовым лаком, приготовленным на основе фенолформальдегидных смол. В работе отмечается, что такие трубы работают без каких-либо разрушений как самих труб, так и покрытия, в то время как стальные конструкции с битумной изоляцией из-за сквозного коррозионного износа стенок после [c.620]

Графики интегральной функции распределения Вейбулла представлены на рис. 5.4 [170]. Пунктиром показана кривая, рассчитанная по формуле (5.12). Таким образом, у фенольного стеклопластика, дающего типичную картину Х рупкого разрушения, масштабный эффект весьма заметен. При вязком разрыве он проявляется в меньшей степени. С увеличением площади поперечного сечения круглых образцов вероятность хрупкого разрушения увеличивается (см. рис. 5.4). Одновременно сни- [c.120]

Рис. У.38. Характер разрушения образцов стеклопластиков на эпоксифенольнокаучуковом связующем а — кадры скоростной киносъемки разрыва б — вид спереди в — вид

Совместная деформация армирующих волокон и пленок полимерного связующего для монолитного армированного материала описана в работах Рабиновича [543, 544]. Наиболее полное использование прочности армирующих волокон в стеклопластике может быть достигнуто тогда, когда наряду с высокими адгезией и смачивающей способностью связующее обладает комплексом свойств, который позволяет обеспечить совместную работу волокон в процессе деформации и наибольшую монолитность системы. Для обеспечения совместной работы волокон и пленок связующего при нагружении наиболее выгодно соотношение модулей упругости стеклянного волокна и полимера, равное 10 1 [545]. Для эффективной работы волокна необходимо обеспечить также определенное соотношение между удлинениями полимера и волокна. При использовании прочных и жестких смол с удлинениями при разрыве меньшими, чем удлинение стеклянного волокна, разрушение армированной системы начинается с разрушения этих жестких смол. Если же полимерное связующее эластично и обладает большими удли- [c.274]

При резании наполненных реактопластов затупленным резцом на образующейся поверхности возникают дефекты, тип и размер к-рых в значительной мере зависят от характера взаимодействия связующего с наполнителем. В случае больших внутренних напряжений (напр., в стеклопластиках) происходит хрупкое разрушение материала с образованием глубоких трещин, сколов, отслаиванием значительных участков материала и разлохмачиванием волокнистого наполнителя. Еслп связующее способно глубоко пропитывать наполнитель (гетинакс, текстолит), то дефекты поверхности носят мепее выраженный характер, без элементов хрупкого разрушения. [c.111]

В тех случаях, когда предполагалось, что разрушение образцов не сможет произойти за достаточно длительный срок (1000—2000 ч), применялась вторая методика, которая заключалась в следующем. Образцы выдерживались под напряжением при заданных условиях, и через промежутки времени, кратные 200—240 ч, нагрузка снималась, образцы извлекались из среды, сушились на воздухе до постоянного веса и разрушались на разрывной Д1ашине. По результатам таких опытов строились зависимости время экспозиции — прочность после экспозиции , которые дают кинетику снижения прочности. Исследования показали, что интенсивное снижение прочности наблюдается в первые 200 ч выдержки образцов в среде под напряжением, а на участке от 200 до 700 ч кривая снижения прочности практически вырождается в прямую линию. Экстраполяцией этой кривой до линии, параллельной оси абсцисс с ординатой, равной заданному напряжению, можно приблизительно определить момент разрушения материала, т. е. его долговечность. Эта методика весьма полезна при качественной оценке материала и при сравнении его характеристик в различных условиях эксперимента, особенно при изучении влияния температуры, так как для некоторых стеклопластиков долговечность при комнатной температуре во много раз выше, чем, [c.169]

Анализ результатов трех методов оценки химической стойкости стеклопластиков в одних и тех же условиях — под напряжением с доведением образцов до разрушения, по потере прочности при экспозиции образцов под напряжением и по потере прочности при экспозиции без нагружения ( стандартный Д4етод )—показывает большое различие в поведении материала. Например, при 50 °С в 3%-ном растворе НгЗО. при напряжении. 875 происходит разрушение образцов через [c.180]

Для защиты стеклянных волокон от возможной адсорбции на их поверхности влаги, что приводит к ускорению процесса разрушения стеклопластиков, обязательна обработка стеклянных волокон гидрофабизируюшими добавками. [c.183]

Структурная неоднородность стеклопластиков обусловливает существенную неравномерность распределения напряжений в материале при нагружении. Особенно велика неравномерность микронапряжений (напряжений, отнесенных к элементам второго порядка малости), поскольку свойства элементов микроструктуры значительно различаются. Например, модули упругости стекловолокна и связующего обычно отличаются более чем на порядок. Поэтому при низких уровнях средних напряжений (меньше половины разрушающих) на отдельных участках связующего возможны значительные высокоэластические деформации и даже разрушения. При этом в материале происходит перераспределение микронапряжений. Процесс микроразрушений, сопровождающийся перераспределением микронапряжений и ползучестью, приводит к разрушению макроэлементов структуры и затем к полному разрушению детали. Однако в некоторых случаях, например при низких уровнях средних напряжений, создаваемых постоянной нагрузкой, направленной вдоль волокон, прирост деформаций по истечении некоторого времени практически прекращается . [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология