Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
25 Билет.
1. Технология изготовления изделий из КМ.
Основные этапы:
1. подготовка компонентов КМ к совмещению
арм.комп: сушка волокон, освобождение волокон от замасливания (химический, термический и комбинированный методы), для адгезии волокна к матрице используются аппреты (сниж-е внут.напряж-й)
матрица: важный параметр – вязкость связующего.
2. Совмещение армирующей и матричной компонент, формирование изделия
существует 2 типа:
жидкофазное совмещение
твердофазное совмещение
напыление
сборка с другими элементами.
2. Механические свойства однонаправленного слоя.
Роль поверхности раздела на структурную целостность
и прочность композита
Определение эффективных упругих характеристик однонаправленного слоя по известным упругим свойствам армирующих волокон и матрицы является необходимым условием проектирования слоистого композита с заданными упругими свойствами.
Не менее важно при проектировании композита предсказание прочности однонаправленного слоя при различных видах нагружения по известным деформационным и прочностным свойствам компонент и адгезионной связи на границе волокно - матрица.
Идеализированный слой можно представить в виде волокон, равномерно распределенных в полимерной (металлической) матрице (рис. 3.9).
Рис. 3.9 Однонаправленный слой и направление его нагружения
(1, 2, 3 – оси координат)
Представленный на рис. 3.9 однонаправленный слой имеет место для волокон большого диаметра, таких, как волокон бора, металлических волокон и др.
Для большинства композитов отдельный слой состоит из нитей, погруженных в соответствующую матрицу. В свою очередь нить состоит из десятков и сотен волокон.
На рис. 3.10 изображена микрофотография поперечного сечения слоя "углеродные волокна - смола". Наглядно видно, что по толщине слоя содержатся несколько волокон. Расположение волокон неравномерное, случайное. В дальнейшем изложении мы будем придерживаться расположения волокон, изображенных на рис. 3.9.
Рис. 3.10 Микрофотография поперечного сечения слоя:
графитовые волокна - эпоксидная смола
(увеличение х 1000) [15]
Однонаправленный слой обладает тремя плоскостями упругой симметрии [ 11, 28]. Более подробно упругая симметрия рассмотрена в ч. 2 данного пособия.
Плоскости симметрии связаны с осями 1,2 и 3, как показано на рис. 3.9, которые называются главными осями материала. В дальнейшем мы будем рассматривать прочность однонаправленного слоя при растяжении, сжатии вдоль направления 1 и 2 и сдвиге в плоскости 1-2, межслойном сдвиге в плоскости 1-3.
Для прогнозирования несущей способности слоя очень важно знать характер деформирования его перед разрушением при различных видах нагружения. На рис. 3.11 представлены диаграммы деформирования некоторых волокнистых композитов. Кривые деформирования показывают, что:
- продольное растяжение линейно до разрушения;
- продольное сжатие обладает слабой нелинейностью;
- поперечное растяжение почти линейно до разрушения;
- поперечное сжатие и внутрислойный сдвиг обнаруживают
существенную нелинейность и относительно большую
деформацию до разрушения.
|
а |
б |
Рис. 3.11 Диаграммы деформирования однонаправленных
углепластиков при нагружениях в плоскости слоя [13]:
а - высокопрочные углеволокна - эпоксидная смола;
б - высокомодульные углеволокна - эпоксидная смола;
сплошные линии - растяжение; пунктирные линии - сжатие [13];
верхние рисунки относятся к продольному растяжению и
сжатию, а нижние - к поперечным
Необходимо отметить, что диаграмма продольного растяжения определяется практически только свойствами волокон, в то время как вид остальных диаграмм существенно зависит от матрицы.
Рис. 3.12 Кривые напряжение - деформация для слоя
стеклопластика (Е - стекло, 0,6 ) [ 13 ]:
х - разрушение; - продольное растяжение;
- поперечное растяжение; - сдвиг;
----- - начальный наклон диаграмм
Рис. 3.13 Сравнение диаграмм деформирования при растяжении
волокнистых однонаправленных композитов с эпоксидной
матрицей [13]:
1 - боропластик; 2 - углепластик; 3 - органопластик;
4 - стеклопластик; 5 - алюминиевый сплав