Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2017-10-09 | 254 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При прогнозировании прочности σкм и модуля упругости ПКМ (и многих других свойств) используют правило аддитивности:
, где:
К1 – комплексный коэффициент, характеризующий особенности КМ;
К2 – коэффициент, характеризующий тип деформирования;
σм, σв, Vм, Vв – соответственно разрушающие напряжения при растяжении и объемные % матрицы и волокон
В зависимости от характера деформирования компонентов КМ (σтм, σтв – пределы текучести матрицы и волокна, σтм – напряжение в матрице при предельной деформации волокна): : волокна деформируются упруго, матрица пластически (стеклопластики, углепластики и др.);
: волокна и матрицы деформируются пластически (органопластики).
При таком подходе прочностные свойства ПКМ во многом определяются свойствами наполнителя (доля %). Однако, свойства ПКМ зависят от соотношения свойств матриц и наполнителей, определяющих взаимодействие компонентов, вязкость разрушения, трещиностойкость, монолитность, практически весь комплекс технологических и эксплуатационных свойств ПКМ.
Так как ~ и ~ , то для получения высокопрочных и высокомодульных КМ необходимо использовать высокопрочные и высокомодульные волокна. Один из способов оптимизации конструкционных свойств КМ – оптимальный объем фазы наполнителя, в ВПКМ – объем волокон, который изменяется в широких пределах в зависимости от типов упаковки волокон в матрице (Vв, % об.): тетрагональная (объемно–центрированная кубическая) – 78,5; гексагональная – 90,7; статистически плотная 82,0; хаотически–ориентированная – 52; с волокнами разного диаметра 92,4.
Повышение Vв до 95 (и даже 99) % об. (предельное армирование) может быть реализовано при использовании профильных волокон. Перепрофилирование стеклянных волокон сопровождается ростом концентраторов напряжений (углы гексагонального сечения), полимерных (фенилоновых) волокон – изменением ориентированной структуры и механизма перераспределения напряжений из-за малого объема матрицы.
|
Допустимый объем волокон в матрице зависит от их диаметра Дв и минимально возможного расстояния между волокнами σmin, обеспечивающего непрерывность матрицы,
~0,846 / (1+σmin / Дв)2
хотя критический объем волокон Vв, крит., обеспечивающий эффект упрочнения значительно ниже:
%
Благодаря прочности σм – σтм (деформационное упрочнение матрицы) после разрушения волокна матрица перераспределяет напряжения (если сохраняет непрерывность и контакт с волокнами) на неповрежденные волокна.
В реальных ПКМ Vв, опт. определяется как составом и структурой композиции, так и условиями нагружения. Содержание волокон в однонаправленных эпоксидных углеволокнитах, обеспечивающее оптимальные свойства при различных условиях нагружения, составляет:
Вид нагружения | Vв, опт., % об. |
Растяжение (װ) | 64–68 |
(⊥) | 50–54 |
Сжатие (װ) | 60–64 |
(⊥) | 54–58 |
Межслойный сдвиг τ12 | 58–62 |
Изготовление ПКМ начинается с процесса приготовления связующего и для композиции решающими являются вязкостные характеристики связующих. Реологические свойства связующих оказывают существенное влияние на выбор параметров процесса совмещения компонентов (пропитка), формирования полуфабрикатов и организацию технологического процесса формования изделий. Специфика ПКМ часто предопределяет разделение производства наполнителей (нитей, лент, тканей) и матриц (связующих) с последующими операциями изготовления изделий, в том числе через стадию препрегов (специализированное производство).
Современные тенденции в области матриц ПКМ связаны с модифицированием полимеров традиционных классов с целью получения материалов, удовлетворяющих современным требованиям, предъявляемым к связующим для ПКМ (как технологическим, так и эксплуатационным), с необходимостью обеспечения оптимальных условий получения полуфабрикатов (например, препрегов) и соответствие состава и свойств связующих выбранному технологическому приему формования (жидкофазная и твердофазная намотка, пултрузия, роллтрузия, вакуумное, автоклавное, термокомпрессионное формование, прессование, спекание), с разработкой и использованием новых типов неорганических, элементоорганических и органических (карбо– и гетероциклических) полимеров. Необходимость использования непрерывных нитей и волокон взамен лент и тканей для повышения прочности ПКМ до 2–2,5 ГПа (при =1 ГПа в самолете объем использования ВПКМ – 20 %, при = 2 ГПа ≥ 40 %) привела к разработке пленочных связующих и клеев (для сборки сотовых конструкций). Низкая влагостойкость, огнестойкость и трещиностойкость эпоксидных матриц стимулировало их модифицирование (например, использование ЭДТ–69Н взамен ЭДТ–10) и переход к малеинимидным матрицам.
|
Природа дефектов в полимерных матрицах различна и во многом определяется составом и технологией изготовления связующих, в случае термоактивных матриц и условиями формирования матриц с пространственной структурой при отверждении. Полимерные сетки весьма дефектны, имеют микрогелевую структуру с высоким уровнем остаточных напряжений, низкими показателями прочности и модуля упругости.
Из–за полидисперсности и дефектности структуры прочность промышленных термопластов со степенью кристалличности до 30 % не превышает 150 МПа, что в 200 раз ниже прочности связи С–С. Переход к полиараленам (ПЭЭК, полифениленсульфиды) и полигетероариленам (полиимиды) позволяет существенно повысить упругопрочностные свойства, хотя производство изделий из термопластичных ПКМ с вязкостью матрицы 104–108 Па·С при 300–380оС затруднительно [2].
|
|
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!