Усталостная армированных пластиков

Именно это замечательное качество — высокая усталостная прочность — армированных пластиков сделало их незаменимыми для авиакосмической техники и высокоскоростных наземных транспортных устройств. [c.100]

Оценка армированных пластиков как конструкционных материалов обычно производится на основании так называемых статических характеристик прочности, т. е., например, предела прочности при растяжении, сжатии и изгибе. Так как различные конструкции в зависимости от типа и назначения работают в течение различных периодов времени, то для более полной оценки работоспособности изделий из стеклопластиков необходимо проводить испытания длительной и усталостной прочности. [c.329]

Под этими характеристиками обычно понимают понижение прочности материала с течением времени в процессе эксплуатации под действием нагрузки. Чтобы выяснить, как будет вести себя армированный пластик в той или иной конструкции, в лабораторных условиях воспроизводят (моделируют) процесс деформации и постепенного разрушения материала с течением времени под нагрузками. В зависимости от характера испытаний оценивают длительную и усталостную прочность. Длительная прочность определяется путем приложения длительных однократных статических нагрузок. Усталостная прочность характеризуется многократными циклическими нагрузками как при статических (выносливость материала), так и при динамических (собственно усталостная прочность) испытаниях. [c.329]

Необходимо также отметить, что в процессе усталостных испытаний полимерных материалов с высокой частотой нагружения в ряде случаев наблюдается упрочнение материала. Процесс усталости сопровождается большими гистерезисными потерями. Последний фактор приобретает особое значение в связи с низкой теплопроводностью этих материалов. Оба фактора конкурируют, однако затруднительно разделить степень их влияния. Совокупность разнообразных механических и тепловых воздействий активизирует химические деструкционные реакции. Главную роль при этом играет распределение во времени интенсивности воздействия. Явление усталости для армированных пластиков усложняется еще анизотропией упругих свойств этих материалов. [c.251]

Наблюдения многих авторов показывают, что по своей форме усталостная кривая конструкционных полимеров напоминает классическую кривую Велера, но в отличие от черных металлов она не имеет горизонтальной асимптоты, хотя по мере уменьшения амплитуды напряжения она становится более пологой. Для армированных пластиков, по данным ряда исследователей, испытания, проводившиеся до 10 циклов, не обнаружили предела усталости. Поэтому у многих конструкционных полимеров, как и у цветных металлов, отсутствует понятие о пределе усталости. В качестве характеристики сопротивления этих материалов повторным нагрузкам принимают условный предел усталости — наибольшее напряжение, которое может выдерживать данный материал в течение заданного числа циклов. Таким образом, для определения условного предела усталости заранее должна быть указана база испытаний, которую выбирают исходя из фактиче- [c.251]

Для армированных пластиков испытания на изгиб с вращением не получили широкого распространения из-за ярко выраженной анизотропии материала, нарушения целостности арми-ровки при токарной обработке образцов, а также вследствие трудностей при закреплении образцов в машине. Высокочастотные усталостные машины для этих материалов почти не применяют. [c.256]

Известен так называемый парадокс Миллана , состоящий в том, что с повышением частоты нагружения влияние температурного фактора резко падает, хотя можно было ожидать обратную зависимость. Это явление объясняется тем, что при большой частоте повышенная температура воздействует на вращающийся образец меньшее время, чем за то же число циклов при меньшей частоте нагружения. Большие скорости вращения образца в машине способствует также более интенсивному его охлаждению. Этим можно объяснить результаты ряда авторов, не обнаруживших заметного влияния частоты нагружения на усталостную прочность полимерных материалов. По данным, приведенным в [55], увеличение частоты испытаний до 1000 об/мин не оказывает влияния на усталостную прочность армированных пластиков, если действие температуры может быть исключено. В работе [62] обнаружена независимость выносливости от частоты нагружения в диапазоне частот от 0,01 до 100 гц при круговом изгибе для аморфных и кристаллических полимеров. [c.263]

Финдли [56], испытывая круглые образцы из армированного пластика при изгибе с вращением на базе 10 циклов, обнаружил, что наличие надреза приводит к повышению усталостной прочности на 15% и выше по сравнению с гладкими образцами. Отмеченные аномалии не получили должного объяснения. [c.265]

Полимерные армированные материалы являются разновидностью пластмасс. Они отличаются тем, что в них используются не дисперсные, а армирующие, то есть усиливающие наполнители (волокна, ткани, ленты, войлок, монокристаллы), образующие в ПКМ самостоятельную непрерывную фазу. Отдельные разновидности таких ПКМ называют слоистыми пластиками. Такая морфология позволяет получить пластики с весьма высокими деформационно-прочностными, усталостными, электрофизическими, акустическими и иными целевыми характеристиками, соответствующими самым высоким современным требованиям. [c.8]

Весьма перспективные материалы для производства глубоководных аппаратов — пластики, армированные углеродными или борными волокнами. Широкое применение этих волокон ограничивается их высокой стоимостью. Однако, по данным исследователей США, эпоксидный слоистый пластик, армированный углеродными волокнами (см. Углеродопласты), более перспективен для изготовления корпусов глубоководных аппаратов, чем стеклопластик, вследствие более высоких модуля упругости и усталостной выносливости и меньшей плотности. [c.482]

Наибольшую прочность при статическом изгибе имеют стекло- и асбопластики. Усталостная прочность армированных полимерных материалов несколько ниже, чем металлов, что объясняется гетерогенной структурой пластиков, в которой возможно наличие дефектов. На механические свойства армированных материалов влияют также условия эксплуатации. Высокой термостойкостью и способностью длительно работать при повышенных температурах обладают пластики на основе кварцевых, кремнеземных, асбестовых и угольных волокон, а также нитевидных кристаллов — оксидов, нитридов, карбидов некоторых металлов. [c.373]

Пластики, армированные ПВС волокнами и нитями, находят применение в машиностроении, электротехнике, на транспорте и в других областях промышленности они обладают хорошей водостойкостью и высокими усталостными свойствами. Эти материалы особенно перспективны для применения там, где требуются изделия с небольшим весом (в авиации, автомобилестроении). [c.348]

Для замедления усталостного разрушения вкладышей и подшипников, погруженных в морскую воду, применять уплотнения из армированных волокном пластиков. [c.219]

Высокие демпфирующие свойства армированных пластиков обусловили, в частности, применение углеродо-пластов для изготовления втулки несущего винта вертолета Сен Кинг (Великобритания), стекло- и боропластика — для изготовления вертолетных колес и стоек. Элементы летательных аппаратов из этих материалов характеризуются более высокой выносливостью в условиях вибрационного нагружения, чем их металлич. прототипы. Так, направляющий аппарат для вертолетных газотурбинных двигателей фирмы Вэрко пластикс (США), изготовленный из эпоксидного стеклопластика, не разрушается после 30 млн. циклов испытаний на электромагнитном вибраторе, тогда как алюминиевый аппарат не выдерживает 1 млн. циклов. Усталостная выносливость боропластиков еще выше при 1 млн. циклов испытаний разрушающее напряжение у них в 1,5 раза выше, чем у той же конструкции из стеклопластика. [c.454]

Усталостная прочность пластмасс на основе эпоксидных смол при циклической нагрузке выще прочности стеклопластиков на основе других видов смол, обычно применяемых при изготовлении изделий методом намотки. Прочность — предполагаемая, так как усталостная прочность при циклической нагрузке зависит и от прочности материала на сжатие и на растяжение [41]. Прочность на сжатие стеклопластиков на основе эпоксидных смол выще прочности стеклопластиков на основе полиэфирных смол. Когда нагружение стеклопластика при испытании прилагается параллельно направлению наматываемых слоев, предел усталости, по-видимому, не достигается при 10 циклов. При испытании образца с нагружением под углом 45° к наматываемым слоям характеристики усталости соверщенно разные и можно достичь предела усталости. Теоретически равнонапряженные армированные пластики (по.тученные методом намотки) могут дать более высо- [c.159]

Однако наряду с многочисленными данными о снижении усталостной прочности при действии концентрации напряжений в литературе имеются сведения о нечувствительности некоторых материалов к концентраторам определенного вида [63], а также о повышении усталостной прочности под действием концентрации напряжений. По данным, приведенным в работе Оберга [66], круговой У-образный надрез с углом раствора 60° приводит к повышению предела усталостной прочности фенольного армированного пластика на 30%. [c.265]

Макроскопические характеристики усталостного разрушения металлов и волокнистых композиционных материалов очень похожи, хотя на микроуровне они различаются очень сильно. Хрупкие материалы, такие как стекло, углерод и бор, не снижают свою несущую способность при циклических нагрузках в отличие от пластически деформируемых материалов. Следовательно, композиционные материалы на основе хрупких волокон должны обладать высокой усталостной выносливостью, если волокна выдерживают основную нагрузку. Это предположение выполняется в случае пластиков, армированных однонаправленными углеродными и борными волокнами при усталостных испытаниях на одноосное напряжение. Диаграммы зависимости максимального напряжения от числа циклов до разрушения (диаграммы а—М) для таких материалов действительно практически горизонтальны и при циклических нагрузках, лежащих ниже полосы разброса статической прочности при растяжении, истинное усталостное разрушение практически не наблюдается. Бимон и Харрис [140], а также Оуэн и Моррис [141] получили одинаковые результаты для карбопластиков на основе эпоксидных и полиэфирных связующих [c.136]