Структура армирования

Рис. 2. Структура армированной филаментами угле- рода композиции из термореактиаиой фурановой смолы.ХЗОО

В литературе наибольшее внимание уделяется изучению адгезии между матрицей и наполнителем и взаимодействия на межфазной границе. Физико-химические процессы, протекающие при формировании структуры материала и ее изменении при эксплуатации изучены в значительно меньшей степени, хотя их влияние на свойства пластиков очень велико. В частности, со структурными изменениями связано влияние на свойства пластиков технологии их изготовления и изменение их характеристик при различных видах старения. Поэтому в данной главе мы сосредоточим внимание именно на структуре армированных материалов и ее влиянии на их свойства, а также приведем основные характеристики эпоксидных полимеров, применяемых для изготовления армированных пластиков. [c.208]

Структура армированных пластиков [c.214]

Типы структур армирования [c.65]

Под типом структур армирования понимается расположение усиливающего наполнителя в материале, отражающее в определенной степени его, наполнителя, морфологию [7]. [c.65]

Структура армирования в трех направлениях достигается либо созданием каркасной или сотовой конструкции наполнителя (рис. 8, в), либо использованием волокнистых наполнителей войлочной морфологии (рис. 8, г). Возможны и комбинированные структуры, совмещающие особенности схем ат. [c.65]

Определялись следующие характеристики образцов со структурой армирования 2 1 на основе различных полиэфирных связующих, перечисленных в табл. 4.2 разрушающие напряжения при изгибе с постоянной стандартной скоростью роста напряжений при температуре 290 К 310 330 350 370 К, т. е. Яь и Ят, значения [c.198]

Из раздела 1.2 гл. 1 видно, что удлинения основных типов современных связующих недостаточны для обеспечения монолитности высоконаполнен ного композита вплоть до момента разрушения, поэтому для коррозионностойких стеклопластиков следует добиваться повышенного содержания связующего за счет изменения структуры армирования и вводить дополнительный коэффициент запаса на допускаемое удлинение материала (см. гл. 7, разд. 7.2). [c.226]

Широкое применение изделий из стеклопластиков в народном хозяйстве настоятельно требует разработки научно обоснованных методов определения оптимальных условий их использования. В соответствии с требованиями современной техники изделия из стеклопластиков должны иметь точно определяемый допустимый срок эксплуатации. Поэтому прогнозирование эксплуатационного поведения армированных пластиков на основе лабораторных исследований является одной из актуальных задач материаловедения. В настоящее время остро ощущается необходимость обобщения и систематизации накопленного материала по химическому сопротивлению композитов, выявления общих закономерностей кинетики сорбции и снижения физико-механических, диэлектрических и других характеристик, исследования взаимосвязи структуры армированного полимера и его проницаемости, а также стабильности исходных показателей в условиях воздействия рабочих сред. Решение этих вопросов открывает возможности для надежного прогнозирования поведения стеклопластиков в эксплуатационных условиях и разработки инженерных методов оценки долговечности изделий на их основе. [c.9]

Реальная структура армированного пластика, образующаяся в процессе формования изделий, определяется как природой компонентов, так и технологическим режимом изготовления. На рис. 1.10 представлена микрофотография сечения эпоксидного стеклопластика. Как видно из рисунка, волокна армирующего наполнителя окружены переходным (межфазным) слоем. [c.26]

Одним из недостатков рассмотренного метода является постулирование цилиндрической формы пор, в то время как рассмотрение тонкой структуры армированных пластиков под электронным микроскопом показывает, что поперечное сечение дефектов представляет собой сложную фигуру. Поэтому для описания размеров нарушений сплошности более корректным представляется введение гидравлического радиуса-отношения площади поперечного сечения / к периметру П [c.60]

Исследования тонкой структуры армированных пластиков при помощи электронного микроскопа позволяют выявить форму боковой поверхности пор, конфигурацию поперечного сечения, извилистость порового канала, взаимное соединение пор, микрорельеф поверхности и многие другие особенности внутреннего строения композитов [40, 48, 49]. [c.62]

Процессы капиллярной конденсации и капиллярного поднятия, ведущие к появлению в структуре армированного пластика новой фазы, различаются как по интенсивности, так и по абсолютной величине равновесной сорбции, достигаемой материалом. При контакте с жидкой фазой происходит заполнение не только субмикроскопических, но и микроскопических дефектов. Наряду с капиллярными явлениями в стеклопластиках происходит и медленное диффузионное проникновение низкомолекулярного вещества. Однако в отличие от неармированных полимеров этот процесс идет не только с поверхности контакта, но и через стенки капилляров по межфазным дефектам полимерного связующего. Благодаря этому сорбционное равновесие в армированных пластиках устанавливается за менее продолжительное время. Если максимальное водопоглощение химически стойких полиэфирных смол достигается за срок более 3 лет [101], то в случае стеклопластиков равновесная сорбция устанавливается в течение 1,5-2 лет, а иног да и значительно быстрее-в течение 2-3 месяцев. Конкретный механизм влияния среды на служебные свойства (адсорбционное понижение прочности, пластифицирующее действие, деструктирующее действие и т.п.) зависит от природы и количества сорбированной среды. Таким образом, сорбционная активность в значительной степени определяет и химическое сопротивление стеклопластиков и изделий на их основе. [c.109]

Одной из основных задач, возникающих при создании конструкций из высокопрочных композитов, является определение оптимальной структуры армирования. На первый взгляд кажется, что этот вопрос касается только конструкций, их проектирования, расчета и технологии. Между тем если учесть, что образование конструкций происходит одновременно с созданием [c.83]

Задача создания толстостенных корпусов из композитных материалов, подверженных действию внещнего давления, заставила по-новому взглянуть на проблему оптимизации структуры армирования. Несущую способность толстостенных оболочек с традиционной схемой армирования можно существенно повысить, если устранить недостатки, присущие намоточным стеклопластикам. К ним в первую очередь следует отнести опасность потери устойчивости волокон и последующее расслоение композита вследствие осевого нагружения арматуры тангенциальными сжимающими напряжениями опасность возникновения кольцевых трещин под действием остаточных напряжений, являющихся следствием термоупругой анизотропии и неравномерного температурного поля в процессе полимеризации связующего в толстостенных изделиях. Если добавить чувствительность к микродефектам и трещинам, имеющим тенденцию к прогрессирующему распространению, и низкую сдвиговую прочность композиции, то станет ясно, что рассчитывать на дальнейшее повышение прочности толстостенных изделий, изготовленных методом тангенциальной намотки и нагруженных внешним давлением, трудно. [c.84]

Поэтому применение волокон с радиусом 0,16 малоэффективно. Кроме того, волокна столь малого диаметра получать довольно сложно. Следовательно, для создания оптимальной укладки можно рекомендовать применение волокон двух радиусов Я и 0,42/ , что обеспечивает достаточно плотную, компактную и практически осуществимую структуру армирования. При этом абсолютное значение содержания арматуры повышается на 6—7% (об.), что при высокой степени наполнения должно оказать существенное влияние, на прочность стеклопластика. Естественно, реализация рассмотренной структуры требует решения довольно сложной технической задачи, заключающейся в разработке специального стеклоплавильного сосуда с оригинальной фильерной пластиной. [c.94]

В третьей главе исследовано разрушение армированных пластин с отверстиями при нагружении в плоскости. Для прямолинейно-анизотропных пластин, ослабленных одним или несколь--ними различными вырезами, получены соотношения для расчета напряжений в элементах композиции, выраженные через функцию Эри и необходимые для последующего исследования прочности. Рассмотрена задача о разрушении пластин с эллиптическим отверстием при растяжении на бесконечности равномерно распределенным усилием. Исследована зависимость разрушающей нагрузки от расположения вытянутости отверстия относительно направления действия нагрузки и характера армирования. Определены параметры структуры армирования, соответствующие рациональным проектам по условиям прочности. Проанализировано также разрушение пластин с цилиндрической анизотропией, имеющих форму полного кругового концентрического кольца и нагруженных на внешнем и внутреннем контурах равномерно распределенными нормальными усилиями. [c.5]

Конструкции из армированных материалов при деформировании под нагрузкой обладают рядом специфических особенностей, в частности ослабленным сопротивлением поперечному сдвигу и существенным влиянием структуры армирования на их поведение. Поэтому для таких конструкций гипотезы Кирхгофа — Лява не всегда применимы. [c.9]

Таким образом, предложенный подход к построению поверхности начального разрушения в общем случае гибридного композитного материала позволяет теоретически оценить влияние структуры армирования и механических характеристик элементов композиции на тип начального разрушения и значения параметров внешнего воздействия, соответствующих началу разрушения композитного материала. Кроме того, полученные результаты могут быть непосредственно использованы при расчете на прочность конструкций из армированных материалов, находящихся в условиях однородного плоского напряженного состояния. [c.29]

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ АРМИРОВАНИЯ НА ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА [c.31]

При кратковременном нагружении в случае простого растяжения (сжатия) нагрузкой р кривая несущей способности армированных материалов в зависимости от структуры армирования определяется из соотношений (4.10), (4.12) при /)2 = /)з = 0. Для [c.31]

Зависимости на рис. 5.9—5.12 показывают, как меняется поверхность длительной прочности от структуры армирования, реологических характеристик элементов композиции и во времени. Так, из сравнения рис. 5.9 и 5,11 видно, что с увеличением угла армирования ф поверхность длительной прочности существенно меняет свою форму. С возрастанием реологической характеристи- [c.38]

При в )lбope типа смолы, волокон, структуры армированного пластика и конструкции оборудования следует учитывать следуюпще факторы необходимые прочностные характеристики, интервал рабочих температур, виды коррозионных сред возможность перегрузки оборудования и вибраций необходимый коэффициент безопасности работы оборудования. [c.225]

Обеспечение максимальной прочности углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) является одной из постоянно решаемых задач при их производстве. Здесь приведены результаты измеренных свойств УУКМ на образцах с матрицей из пироуглерода (ПУ) газофазного осаждения и углеродных нитей на основе гидратцеллюлозных (ГЦВ) и полиакрилонитрнльных (ПАН) исходных волокон. Материалы имели трехмерную (3D) ортогональную структуру армирования углеволокнистьк наполнителей (УВН). Для уточнения известного положительного эффекта воздействия на УВН галогенсодержащих соединений (ГСС) было оценено влияние таких соединений на свойства УУКМ, получаемых с их использованием. [c.214]

Свойства УУКМ изменяются в широком диапазоне, так как определяются многими факторами свойством армирующего наполнителя и природой матрицы, степенью наполнения, взаимодействием на границе раздела наполнитель - матрица, условиями пропитки, отверждения, карбонизации, графитизагщи, геометрией ар.мирования и др. В табл, 13.1 приведены физико-механические характеристики некоторых УУКМ с различными структурой армирования и видом матрицы, изготовленных различными способами, [c.162]

Армированные пластики являются гетерогенными структурно-неоднородными системами со стохастической, но в больщщ -стве случаев достаточно близкой к регулярной структурой [7]. Свойства подобных систем тесно связаны с их структурой [5— 9], т. е. с пространственным расположением наполнителя и связующего, строением границы раздела между ними, а также количеством и характером структурных дефектов. Нерегулярность структуры армированных пластиков сильно затрудняет ее количественное описание, исследование взаимодействия структурные элементов и выяснение количественной связи между структурой и различными физическими характеристиками материала. [c.208]

Структура армированных пластиков рассматривается как система определенным образом расположенных бесконечных цилиндров, представляющих собой армирующий наполнитель, пространство между которыми заполнено однородной полимерной матрицей. В такой модели структура материала может быть количественно описана объемной долей полимера или наполнителя и геометрическими параметрами пространственной рещетки наполнителя. Все основные теоретические закономерности получены на подобных моделях. Однако, как уже указывалось, реальные пластики представляьот собой не полностью упорядоченную стохастическую систему, которую сложно количественно описать с помощью небольшого числа параметров. Отклонения от этой идеализированной структуры будем называть [c.214]

Схемы структур армирования [7] а однонаправленное б - в двух направлениях 0 " в трех направлениях г - взаимно-непрерывное в трех направлениях [c.62]

Если обратиться к биологическим системам, то оказывается, что все ткани, предназначенные для механической работы, представляют собой анизотропные системы [549]. Кожа, кости, любая ткань организма — армированные системы. Поэтому образование армированных структур при использовании стеклянного волокна является не каким-то частным случаем, а общим принципом создания композиций с высокими механическими показателями. Интересно, что структура ряда полимерных материалов, в том числе волокон, чрезвычайно близка к структуре армированных систем и отличается лишь тем, что армирующими элементами являются части самого полимерного вещества. Возникает самоармирование, заключающееся в том, что кристаллические образования в виде хорошо выраженных фибрилл формируют прочный скелет, аналогичный стеклянным волокнам в стеклопластиках. [c.276]

И. Н. Коган, А. 3. Черняк. Способ устранения температурного влияния при производственном контроле вязкости олигомерных продуктов. .. 6 Г. А. Веденин, А. П. Мищенко. Расчет упругих и геометрнчз ких параметров элементов структуры армированных пенопластовых заполнителей трехслойных конструкций..............I [c.54]

Исследование структуры армированных полшерных материалов методом растровой электронной микроскопии. И Б. Бланк, H.A. Фомичева, В. М. Калинин. "Исследования по защите металлов от коррозии". Вып. 4. М., НИИТЭХШ, 1976. [c.135]

Следует подчеркнуть, что рассмотренные структуры армирования являются оптимальными при действии только в<нутреннеп> давления. При нагрузке, отличающейся от расчетной, нити не являются равнонапряженными, что, естественно, ведет к снижению несущей способности изделия. [c.269]

Чувствительность сорбционных характеристик стеклопластиков к механическим напряжениям зависит от структуры армирования и типа армирующего наполнителя. Так, прочностные и сорбционные свойства стеклотекстолитов более чувствительны, чем свойства ориентированных и изотропных стеклопластиков, к действию механических напряжений из-за наличия искривленных волокон, выпрямляющихся при приложении нагрузки, и возникновения при этом больших местных напряжений, приводящих к образованию микротрещин. Увеличенное поглощение влаги обнаруживают и пластики с ортогональным армированием, у которых наличие в смежных слоях взаимно перпендикулярных волокон также способно вызывать концентрацию напряжений. Менее чувствительны к растягивающим напряжениям однонаправленные материалы (с параллельно расположенными волокнами). Если растрескивание полимерных связующих и расслоение системы матрица - волокно, а следовательно, и интенсификация сорбции для стеклотекстолитов начинают проявляться при нагрузках, составляющих 20-30% от разрушающей, то у однонаправленных стеклопластиков эти явления происходят при нагрузке, равной приблизительно 50% от разрушающей. [c.156]

Причины, вызывающие жесткость или хрупкость материала, полностью не изучены. Если материал не подвергается воздействию напряжений очень высоких концентраций, ведущих к образованию трещин или отверстий, то возможны некоторые виды локальных сдвигающих напряжений, которые происходят без заметного ослабления материала. Здесь вступает в действие закон Гука. В металлах сдвигающие усилия происходят благодаря тому, что у большинства из них кристаллическая решетка может деформироваться в определенных плоскостях, не вызывая ослабления структуры. Армированные пластики не могут вести себя подобно металлам из-за их специфической структуры. Некоторые виды смол, такие как полиэтилен, могут деформироваться подобно металлам, но это кажущееся сходство в механике деформации, очевидно, связано с явлениями термопластичности и ползучести материалов. Резины и им подобные материалы в инженерном понятии необычайно хрупки. Однако у них модуль Юнга настолько низок, что им можно пренебречь. На растянутом листе резины может образоваться трещина с такой же легкостью, как и на стекле. Жесткость армированных пластиков определяется адгезией смолы со стеклом и до какой-то степени контролируется их взаимодействием. Аппретирующий материал, наносимый на поверхность стекловолокна, становится немаловажным регулирующим средством. Таким видам волокон, как асбест, присуща низкая прочность при действии сдвигающих напряжений и поэтому армированные пластмассы на основе асбеста отличаются в основном не хрупкостью, а жесткостью. [c.147]

Для выяснения специфики структурообразования в армированных системах, определяющей их физико-механические свойства, исследовалось влияние концентрации водных растворов модификатора на структуру армированных покрытий (рис. 3.6). Из рисунка видно, что для стеклопластиков из исходного немодифицированного стеклянного волокна, отмытого от замаслива-теля, характерна неоднородная глобулярная структура полимера с глобулами диаметром 20—50 нм. После обработки стеклянного волокна олигомером на границе стекловолокно — полимер обнаруживается переходный слой, структура которого четко не [c.75]

В противоположность гомогенным материалам здесь при ударе происходит разрыв волокш в различных направлениях. Вследствие этого поглощается гораздо большее количество энергии. Удельная ударная вязкость будет тем выше, чем толн е слои наполнителя, входящего в структуру армированного пластика. [c.166]

Существенное упрочнение полимеров достигается введением в полимерную матрицу армирующих волокнистых или тканевых наполнителей. В качестве усиливающих наполнителей в пластмассах нашли применение древесина в древесно-слоистых пластиках, бумага в гетинаксах, текстильная ткань в текстолитах, стекловолокно и стеклоткань в стеклопластиках, асбест в асбестопластиках и др. Обычно пропитанный смолой наполнитель в таких пластмассах укладывается в изделии слоями, в связи с чем такие пластики иногда называют слоистыми. Неоднородность и слоистость структуры армированных пластиков определяет ряд их специфических свойств как конструкционных материалов. Здесь нет возможности рассмотреть их подробно и авторы отсылают читателя к работам [44—55]. [c.29]

Б а р а б а ш о.в Е. А., Б о г а т о в В. А. и др. Изучение методами ЭПР и ИКС связи между изменениями механических свойств и химической структурой армированных пластмасс на эпоксидных связующих при электронном облучении. ФХММ, 5, ЛЬ 3, 1969. [c.322]

Аналдз напряженно-деформированного состояния анизотропных конструкций и теоретическая оценка характера разрушения в упомянутых работах были выполнены на основе осредненных параметров жесткости и прочности армированных материалов. Такой подход не дает возможности учесть эффективность работы кая дого элемента композиции, предсказать заранее характер разрушения в зависимости от геометрических паралхетров конструкции, механических свойств арматуры и связующего, структуры армирования и условий нагружения, а следовательно, не позволяет разрабатывать рекомендации для целевого проектирования материалов и наиболее эффективных в эксплуатации изделий. [c.4]

В качестве иллюстративных примеров рассмотрены консольная оболочка и замкнутый цилиндрический сосуд с жесткими днищами, нагруженные внешним всесторонним равномерно распределенным давленном. Исследованы напряженно-деформиро-ванное состояние и начальное разрушенпе указанных оболочек в зависимости от параметров структуры армирования и механических характеристик элементов композиции. На этой основе получены проекты оболочек, рациональных по начальному разрушению В частности, выделен класс абсолютно полужестких оболочек. [c.6]

Структурный подход [1, 2, 23, 24, 28, 35, 37, 38, 57, 64 101, 102, 107, 114—117, 174, 198, 223, 243, 244, 252] позволяет избежать указанного недостатка. Он дает возможность выразить компоненты тензоров упругости и температурной жесткости через механические характеристики элементов композиции, структуру армирования и другие макроскопические параметры. Кроме того, при структурном подходе после решения соответствующей краевой задачи и определения напряженно-деформированного состояния конструкции можно получить и напряжения в элементах композшщи. Указанные обстоятельства позволяют перейти к рассмотрению локальных эффектов в связующем и арматуре, на границе связующего и армирующих элементов, определять характер разрушения и решать вопросы рационального проектирования конструкций из композитных материалов. [c.13]