Прочностные свойства и анизотропия

Древесина, как известно, является идеальным строительным материалам. Она обладает высоким модулем упругости в наиравленин волокон прп низкой плотности. Кроме того, ее прочность, необычно высокая для органического материала, не зависит от температуры в н]ироком интервале. В этом отношении древесина значительно превосходит синтетические органические полимерные материалы. Кроме того, древесина, обладая низким коэффициентом теплопроводности, имеет очень высокие теплоизоляционные показатели. К недостаткам. чревеспны относятся анизотропия прочностных свойств, высокие водопоглощение н набухание. Свойства некоторых композиционных древесных материалов приведены в табл. 9.2. Таблица 9.2. Свойства композиционных древесных материалов [28] [c.124]

Рис. 6.4. Зависимость коэффициентов анизотропии прочностных свойств (/(Ррз и К ) от дозировки (с) волокон

В отличие от искусственного графита, обладающего анизотропией таких свойств, как прочность, теплопроводность и др., связанной как с процессами получения, так и особенностями структуры, стеклоуглерод изотропен и имеет одинаковые свойства в разных направлениях. Прочностные свойства стеклоуглерода имеют значения, превышающие таковые для обычных графитов. Стеклоуглерод разных марок имеет неодинаковые конечные температуры обработки. Так, СУ-1300 обработан при конечной температуре 1300 °С соответственно СУ-2000 и СУ-2500 имеют температуру обработки 2000 и 2500 °С. При этом максимально допустимые температуры эксплуатации в инертной и восстановительной средах или в вакууме для этих марок стеклоуглерода составляют 1000, 2000 и 2500 °С соответственно, однако на воздухе он может использоваться без защиты, как и другие углеродные материалы при температурах, не превышающих 400-500 °С. Ниже приведены физические свойства стеклоуглерода [44, 117] [c.199]

Прочностные свойства полученные выше 1900 °С пироуглеродов обладают ярко выраженной анизотропией предел прочности на растяжение перпендикулярно к слоям много меньше, чем вдоль слоев. Его значение невысоко, поскольку возможно расслаивание материала. В то же время предел прочности на сжатие в перпендикулярном направлении выше, чем вдоль слоя. [c.221]

Наиболее характерным признаком кристаллического состояния вещества является анизотропия — различие свойств по разным направлениям Вследствие того что в структуре кристалла в разных направлениях различны расстояния и силы связи между частицами, почти все свойства кристалла различны в разных направлениях (но одинаковы в симметричных направлениях) Анизотропными являются электрические, магнитные, оптические, тепловые и прочностные свойства кристалла, а также скорость роста кристалла [c.237]

В качестве одного из возможных.вариантов, устраняющих первые два отмеченных недостатка, может быть предложен метод перекрестной укладки волокон, наносимых под небольшим углом к главной оси на непрерывно движущуюся бесконечную ленту. При угле наклона пучка волокон около Г0° сохраняется анизотропия прочностных свойств стеклошпона. При большем угле могут быть получены материалы более равнопрочные по обеим осям. При замене барабана бесконечной стальной лентой значительной длины соответственно увеличивается длина наматываемого полотнища. [c.701]

Характерной чертой большинства металлополимерных материалов и конструкций является анизотропия деформационных и прочностных свойств. Поэтому для описания напряженно-деформированного п предельных состояний. целесообразно попользовать уравнения механики анизотропных сред, наиболее развитой применительно к расчету армированных пластиков [3—15, 25—27]. [c.114]

СКИМ (прочностным) свойствам полимеры измельчаются с образованием частиц с малой асимметрией, и определенных направлений преимущественного разрушения не наблюдается. С увеличением анизотропии прочности в соответствии с соотношением степени измельчения и геометрического порядка факторов, определяющих анизотропию, возрастает асимметрия частиц, образующихся при измельчении. Например, если анизотропия прочности волокнистых белковых структур (например, кожи) определяется параметрами их морфологической макроструктуры, то при измельчении их до размеров элементарных волокон асимметрия частиц зависит от этих параметров с поправкой на возможное разрушение последних в поперечном направлении. На этой стадии продукт измельчения кожи имеет вид тонкой волокнистой массы. [c.190]

Низкие давления в форме обусловливают шероховатость поверхности изделий из-за неполного контакта расплава с поверхностью формы даже при очень высоких скоростях впрыска. В результате этого пузыри, образованные на поверхности переднего фронта расплава, лопаются и застывают при соприкосновении с холодными стенками формы. Другая причина шероховатости поверхности, которая, впрочем, частично устраняется при повышении скоростей впрыска, состоит в следующем. Передний фронт расплава во время впрыска быстро охлаждается у стенок формы, тогда как последующие порции расплава соприкасаются уже не с холодной поверхностью формы, а с пленкой застывающего полимера, имеющего более высокую вязкость. Поскольку эта пленка не сплошная и имеет неравномерную толщину, то из-за низкого давления контакт между новой и старой порциями расплава не является полным, в результате чего на поверхности изделия появляются канавки, утяжки и наплывы. Кроме того, низкие давления формования обусловливают неравномерность плотности корки, и вблизи литника ее плотность выше. Это явление — зависимость плотности корки ИП от расположения литника — приводит к двум нежелательным последствиям анизотропии прочностных свойств ИП по длине изделия и к неравномерности последующей окраски изделий из-за различной адсорбции краски участками разной плотности. [c.24]

В общем случае анизотропия прочности имеет более сложный характер, чем анизотропия упругих свойств. Это связано с зависимостью условий разрушения элементов структуры и материала в целом от вида и направления нагружения. В некоторых случаях (при неизменном характере разрушения) прочностные свойства, как и упругие, можно задать тензором, причем преобразование компонент тензоров прочности при изменении системы координат аналогично преобразованию компонент тензоров, задающих упругие свойства. [c.199]

Это можно объяснить преобладающим влиянием а Гхр прочностных свойств резины. При изгибе образца параллельно направлению нитей последние, ориентируя молекулы полимера в этом же направлении, упрочняют их, препятствуют прорастанию трещин перпендикулярно направлению изгиба, т. е. понижают Гхр. При изгибе образца перпендикулярно направлению нитей, наоборот, создаются благоприятные условия для развития трещин параллельно расположению нитей, ибо в этом направлении прочность материала ниже и Гхр повышается. Так как практический интерес представляют многослойные РКМ, были испытаны также РКМ с двумя слоями корда, расположенными параллельно, перпендикулярно и под углом 50° друг к другу. В общем, Г р в образцах с параллельным и перпендикулярным расположением слоев корда выше, чем в образцах с одним слоем корда. При их расположении под углом 50° Гхр выше, но ниже, чем у однослойных РКМ. Анизотропия Гхр в образцах с одним слоем корда изменяется в пределах 7— 30 °С, с двумя слоями — в пределах 10—35°С, 4—30°С и 0°С (слои параллельны, перпендикулярны и под углом 50° соответственно). Жесткость у образцов с двумя слоями корда больше, чем с одним слоем, однако непосредственно с Г р она не связана. [c.36]

Таким образом, уменьшение износостойкости резин при наличии деформации растяжения определяется изменением их общего напряженного состояния. Однако при этом проявляется и влияние на износ изменения прочностных свойств, что выражается в анизотропии износостойкости. Большая износостойкость при трении по абразивной шкурке и по сетке наблюдается при движении истирающей поверхности перпендикулярно оси ориентации полимера, при трении по гладкой поверхности в масле — параллельно оси ориентации. [c.214]

Определение долговечности вулканизатов также подтвердило наличие анизотропии прочностных свойств. Так, в смесях на основе СКС-30 с 5 масс. ч. асбеста при разрезании перпендикулярно направлению ориентации долговечность (Т1) в 2 раза выше их долговечности при разрезании параллельно оси ориентации (тп), т. е. К-= 2. Для образцов с 30 масс. ч. асбеста К- достигает 5 (рис. 6.4). Значения /(-и для всех исследованных [c.237]

Прочностные свойства стеклопластиков зависят от большого числа факторов физико-механических свойств армирующего материала и связующего, их соотношения в композите, ориентации арматуры, технологических параметров формования и т.д. На анизотропию прочности наибольшее влияние оказывает ориентация арматуры и ее концентрация в композите. [c.120]

В экспериментальном и теоретическом рассмотрении вязко-упругих и прочностных свойств полимеров особое место принадлежит композиционным материалам — системам с четко выраженной неоднородностью структуры. Здесь оказывается существенным не только учет прочностных, реологических и упругих свойств компонентов системы, но и условий сопряжения компонентов. Использование листовых композиционных материалов в качестве силовых конструкций на транспорте и в строительстве требует разработки методов расчета анизотропии упругих и реологических свойств таких сред, поскольку выход из строя конструкции происходит в результате потери устойчивости. [c.5]

При переработке полимерных материалов с низкой термостойкостью вследствие термодеструкции вязкость расплава уменьшается или, наоборот, повышается (происходит сшивание полимера). Снижение вязкости, вызванное термодеструкцией, приводит при литье под давлением к образованию подливов на изделиях в плоскости разъема формы, а при экструзии — к уменьшению толщины стенок и появлению разнотолщинности. В то же время сшивание придает большую жесткость цепям полимера, что увеличивает степень ориентации и связанную с ней анизотропию свойств литьевых и экструзионных изделий. Иногда термическое разложение вызывает потемнение поверхности и образование пузырей в готовых изделиях. Термодеструкция отрицательно влияет на прочностные свойства изделий. [c.65]

Анизотропия механических свойств фенольных пенопластов зависит от их кажущейся плотности и, в принципе, должна уменьшаться с увеличением плотности материала, так как при уменьшении размеров ячеек их форма все больше приближается к сферической (рис. 4.21). Однако в зависимости от типа смолы и способа вспенивания анизотропия прочностных свойств может и возрастать с увеличением кажущейся плотности, разумеется, до известного предела [66]. [c.182]

Листовые полимерные материалы, армированные стеклохолстом и стеклотканью, имеют более высокую ударную вязкость и меньшую анизотропию прочностных свойств., [c.209]

Наиболее отчетливо проявляется анизотропия стеклопластиков при сопоставлении упругих и прочностных свойств в направлении волокон (направление х с сопротивлением межслойному сдвигу и растяжению-сжатию в направлении г, перпендикулярном к плоскости армирования (см. таблицу). [c.449]

Влияние ориентации на прочностные свойства полимеров, и в частности полистирола, хорошо известно. Примером могут служить данные, представленные на рис. VI.29 (по [41]), которые показывают, на сколько можно повысить прочность материала, осуществляя его вытяжку в режиме, обеспечивающем достижение максимально возможных для данного образца значений разрушающего напряжения. Эффективность ориентационной вытяжки, приводящей к созданию неравновесного, но вполне устойчивого при данной температуре состояния макромолекул, зависит как от режима ориентации (скорости деформации, степени вытяжки и температуры), так и от присущей макромолекулам способности принимать относительно выпрямленные конформации. Поэтому роль анизотропии оказывается различной в зависимости от молекулярного веса полистирола, что также хорошо видно из рис. VI.29. [c.254]

Создание анизотропии при ориентационной вытяжке представляет собой наиболее широко известный и часто используемый эффект, приводящий к зависимости деформационных и прочностных свойств полимеров от их предыстории. Этим, однако, не ограничиваются возможности регулирования микроскопической структуры аморфного полистирола как способа воздействия на его свойства. На его деформационные свойства и теплостойкость влияет, например, режим охлаждения образцов [39]. Важным способом варьирования структуры и свойств полистирола является его предварительное растворение в растворителях различного качества с последующим их полным или почти полным удалением из материала. Примеры эффектов такого рода хорошо известны. Все они являются следствием существования различных форм надмолекулярной организации полимеров в пределах сохранения аморфного состояния. Безусловно, многие из таких эффектов могут найти прямое практическое приложение, однако широкому их внедрению в практику препятствует отсутствие достаточно четких оценок структуры аморфного материала и, следовательно, однозначных корреляций между структурными характеристиками и измеряемыми свойствами полимера. [c.256]

Для большей части армированных пластиков весьма существенна анизотропия прочностных свойств. Этим вопросам, а также сопротивлению армированных пластмасс в условиях сложного напряженного состояния посвящена обширная литература [44—46, 49—55, 86—89]. [c.38]

В процессе перемешивание волокон с матрицей имеет место их диспергирование. Конечный размер волокна влияет на свойства материала. Не смотря на многочисленные экспериментальные исследования в настоящее время от-сутствутот теоретические модели поведения волокна в условиях течения смеси. Кроме того, нет теоретического объяснения, так называемого, каландрового эффекта , который проявляется в анизотропии прочностных свойств. Он обусловлен ориентацией волокон вдоль направления каландрова-ния. [c.141]

Для монокристалла графита характерна вьюокая анизотропия прочности. Высокая прочность в базисной плоскости предопределяется сильными ковалентными связями между атомами. Связь между плоскостями, обеспечиваемая силами Ван-дер-Ваальса, очень слаба. Пирографит марки УПВ-1 иллюстрирует анизотропию прочностных свойств относительно плоскости осаждения — параллельно и перпендикулярно к ней [38] [c.57]

Среди наполнителей особую группу oop-isyro i армирующие материалы. К ним относятся стеклянные, асбестовые, борные, углеродные волокна, монокристаллы оксила алю.миния, карбида кремния и др Отличительной особенностью полимерных композиций, содержащих волокна, является анизотропия свойств. Поэто.чу для характеристики дефор-мационных и прочностных свойств используют несколько показателей Если волокна ориентированы преимущественно в одном направлении, то определяют продольный модуль Юнга (растягивающее напряженне а направлено вдоль оси ориентации волокон), траисверсалышй модуль Юнга т (о направлено перпендикулярно оси ориентации волокон) при сдвиге также определяют (У/, и С-,. [c.349]

Важнейшим свойством УМ является прочность. Для графитов как углеродных, "так и искусственных характерна анизотропия свойств, обусловленная слоистой структурой кристаллической решетки. Высокая прочность в базисной плоскости предопределяется сильными ковалентными связями между атомами. Связь между плоскостями, осуществляемая ван-дер-ваальсовыми силами, очень слаба, поэтому монокристалл графита имеет неодинаковые значения модуля упругости и других характеристик в разных направлениях. На прочностные свойства поли кристаллического графита влияют также макро- и микродефекты структуры, т.е. прочность материала зависит от степени совершенства кристаллической структуры. [c.215]

Важным фактором, определяющим направление разрушения полимерных материалов при измельчении и размоле, являются особенности их микро- п макроструктуры, которые обусловливают анизотропию механических овойств. Так, изотропные по механическим (прочностным) свойствам полимеры измельчаются 1с обра-зо1ванием частиц с малой асимметрией, и определенных направлений преимущественного разрушения не наблюдается. С увеличе- нием анизотропии прочности в соответствии с соотношением степени измельчения и геометричвакого порядка факторов, определяющих анздзотропию, возрастает асимметрия частиц, образующих Ся при измельчении. [c.317]

В различных статистических теориях прочности устанавливается связь между прочностью и масштабным фактором. Для твердых тел наибольшей известностью пользуется выведенная для материалов, не имеющих анизотропии прочностных свойств, формула Вейбулла, подтвержденная Чечулиным [c.167]

Увеличение контрастности изображения особо важно при микроскопических исследованиях массы для прессования зеленых заготовок , состоящих из оптически изотропного аморфного связующего (каменноугольного пека) и зерен коксов. Последние ориентированы в плоскости шлифа произвольно,. Вращая образец, можно совместить направление волокнистости той или иной группы зерен с плоскостью поляризации и по усилению яркости изображения определить наличие исследуемых компонентов в шихте, их ориентацию, равномерность распределения и пр., а также установить связь между формой зерен различных материалов и их микростроением. Специальными исследованиями доказано, что конфигурация зерен при одинаковом типе помола определяется направлением и величиной волокон исходного сырья. При хорошо выраженной слоистости коксы склонны дробитсья на продолговатые или пластинчатые зерна. Плоскость скола вдоль волокон очень ровная, в то время как поперечный излом неровный, зубчатый. На мелкопластинчатых участках, слоистость которых нарушена, форма зерен неправильная, и плоскость скола повторяет рисунок волокнистости. Зерна точечной структуры (пекового кокса) имеют округлую форму и шероховатую поверхность. При наличии в материале участков со структурами разных видов, дробление всегда происходит по слоистому участку. Такой характер дробления объясняется значительной анизотропией прочностных свойств коксов. [c.34]

Рис. У.25. Области изменения параметров анизотропии прочностных свойств а /оУ (а), сг /Ос и (б) однонаправленных стекловолокнитов (СВ),

Снижение прочностных свойств с наполнением, так же как и уменьшение анизотропии, связано с увеличением жесткости системы и снижением вследствие этого анизодиаметричности частиц наполнителя. [c.239]

Таким образом, все ориентированные стеклопластики однонаправленные, слоистые и трехмерно-армированные имеют регулярную структуру, а следовательно, обладают четко выраженной анизотропией упругих и прочностных свойств. [c.118]

Весьма интересно, что, согласно данным Хардинга [66], при изменении структуры вытянутости ячеек в 4 раза (от Va до h) прочность при сжатии пенополиуретана и пенополистирола в одном случае и пенополиуретана и пенофенопласта — в другом оказывается одинакова, несмотря на то, что объемные веса этих материалов различаются (рис. 3.11). На основании этих данных можно предполагать, что анизотропия макроструктуры пенопластов может в некоторых случаях оказывать большее влияние на их прочностные свойства, чем химическая природа полимера, объемный вес и степень замкнутости ячеек. Вероятно, одинаковая прочность ячеек, столь разных по своей химической и физической природе, связана с различиями в распределении полимерного материала в ребрах и стенках ГСЭ. Поскольку прочность пенополимеров при сжатии определяется в основном жесткостью ребер ГСЭ, можно полагать, что ребра ГСЭ в пенополистироле и в пенополиуретане тоньше, а стенки — толще, чем в пенофенопласте. [c.190]

Обсуждавшиеся выше экспериментальные результаты, согласно которым постоянные значения различных технических характеристик прочностных свойств линейных полистиролов достигаются в области М 1,5-10 , по-видимому, все же не имеют универсального значения. В частности, согласно данным работы [37] увеличение предела прочности может продолжаться до достижения значений Ма,, близких к 3,5-10 . Кроме того, следует иметь в виду неполную тождественность условий сравнения свойств образцов, исследуемых в различных работах. В частности, на показатели прочностных свойств в сильной степени влияют условия подготовки материала к испытаниям. Так, при приготовлении стандартных о, азцов для испытаний методом литья под давлением в них возникает анизотропия, которая заметно сказывается на прочностных свойствах полимера, причем способность материала ориентироваться при течении в идентичных условиях зависит от МВР, показателем чего может служить очень сильное влияние МВР на высокоэластичность расплава (см. гл. V). Этим, например, может объясняться наблюдавшееся в работе [40] значительное различие значений предела прочности и относительного удлинения при разрыве моно-и полидисперсных полистиролов с одинаковым средним молекулярным весом (1,9-10 ), превышающим критическое значение. [c.254]

Высокопрочные армированные шолимерные материалы, ак правило, анизопрапяы. Например, у ориентированных стеклопластиков проявляется существенная анизотропия деформационных и прочностных свойств. [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология