Шыны талшықты композиттік материалдардың өнімділігі және талдауы

Болатпен салыстырғанда шыны талшықты арматураланған композициялық материалдар жеңіл материалға және болаттың үштен бірінен аз тығыздыққа ие.Дегенмен, беріктік тұрғысынан, кернеу 400 МПа жеткенде, болат шыбықтар аққыштық кернеуіне ұшырайды, ал шыны талшықты композиттік материалдардың созылу беріктігі 1000-2500 МПа жетуі мүмкін.Дәстүрлі металл материалдармен салыстырғанда, шыны талшықты композициялық материалдар гетерогенді құрылымға және айқын анизотропияға ие, одан да күрделі бұзылу механизмдері бар.Жүктердің әртүрлі түрлері бойынша эксперименттік және теориялық зерттеулер олардың механикалық қасиеттерін жан-жақты түсінуге мүмкіндік береді, әсіресе ұлттық қорғаныс техникасы мен аэроғарыш өнеркәсібі сияқты салаларда қолданылған кезде, олардың сипаттамалары мен механикалық қасиеттерін терең зерттеуді қажет етеді. пайдалану ортасы.

Төменде шыны талшықты композиттік материалдардың механикалық қасиеттері мен зақымданудан кейінгі талдаулары енгізілген, бұл материалды қолдану бойынша нұсқаулық берілген.

(1) Созылу қасиеттері және талдауы:

Зерттеулер көрсеткендей, шыны талшықты күшейтілген эпоксидті шайырлы композициялық материалдардың механикалық қасиеттері материалдың параллель бағыттағы созылу күші талшықтың тік бағыттағыға қарағанда әлдеқайда көп екенін көрсетеді.Сондықтан практикалық қолдануда шыны талшығының бағыты оның тамаша созылу қасиеттерін толық пайдалана отырып, созылу бағытымен мүмкіндігінше сәйкес болуы керек.Болатпен салыстырғанда, созылу беріктігі айтарлықтай жоғары, бірақ тығыздығы болаттан әлдеқайда төмен.Шыны талшықты композициялық материалдардың механикалық қасиеттері салыстырмалы түрде жоғары екенін көруге болады.

Зерттеулер көрсеткендей, термопластикалық композициялық материалдарға қосылатын шыны талшығының мөлшерін көбейту композиттік материалдың созылу беріктігін біртіндеп арттырады.Оның негізгі себебі, шыны талшығының мөлшері артқан сайын композиттік материалдағы шыны талшықтары сыртқы күштерге көбірек ұшырайды.Сонымен қатар шыны талшықтары санының көбеюіне байланысты шыны талшықтар арасындағы шайырлы матрица жұқа болады, бұл шыны талшықты арматураланған рамаларды салуға қолайлы.Демек, шыны талшық құрамының артуы сыртқы жүктемелер кезінде композиттік материалдардағы шайырдан шыны талшыққа көбірек кернеуді береді, олардың созылу қасиеттерін тиімді жақсартады.

Шыны талшықты қанықпаған полиэфирлі композициялық материалдардың созылу сынағы бойынша жүргізілген зерттеулер шыны талшықты арматураланған композиттік материалдардың істен шығу режимі талшықтар мен шайыр матрицасының созылу секциясының сканерлеуші ​​электронды микроскопиясы арқылы үйлесуі болып табылатынын көрсетті.Сыну беті созылу бөлігіндегі шайыр матрицасынан көп мөлшерде шыны талшықтары суырылып шығатынын, ал шайыр матрицасынан суырылып алынған шыны талшықтардың беті тегіс және таза, бетіне өте аз шайыр сынықтары жабысатынын көрсетеді. шыны талшықтарының, өнімділігі сынғыш сыну болып табылады.Шыны талшықтары мен шайыр арасындағы байланыс интерфейсін жақсарту арқылы екеуінің кірістіру қабілеті жақсарады.Созылу бөлігінде шыны талшықтары көбірек байланысқан матрицалық шайыр фрагменттерінің көпшілігін көруге болады.Әрі қарай үлкейтуді бақылау, алынған шыны талшықтарының бетінде матрицалық шайырдың үлкен санының байланысатынын және тарақ тәрізді орналасуды көрсетеді.Сыну беті жақсы механикалық қасиеттерге қол жеткізе алатын созылғыш сынуды көрсетеді.

(2) Иілу өнімділігі және талдау:

Шыны талшықты күшейтілген эпоксидті шайырлы композициялық материалдардың бір бағытты пластиналар мен шайыр құю ​​корпустарында үш нүктелі иілу қажу сынақтары жүргізілді.Нәтижелер шаршау уақытының ұлғаюымен екеуінің иілу қаттылығының төмендеуін жалғастырғанын көрсетті.Дегенмен, шыны талшықты арматураланған бір бағытты пластиналардың иілу қаттылығы құйма денелерге қарағанда әлдеқайда жоғары болды, ал иілу қаттылығының төмендеуі баяу болды.Уақыт өте келе жарықтар пайда болған шаршау уақыттары көбірек болды, бұл шыны талшық матрицаның иілу өнімділігіне күшейтілген әсер ететінін көрсетеді.

Шыны талшықтарды енгізу және көлемдік үлесті біртіндеп арттыру кезінде композиттік материалдардың иілу беріктігі де сәйкесінше артады.Талшықтың көлемдік үлесі 50% болғанда, оның иілу беріктігі ең жоғары болады, бұл бастапқы беріктіктен 21,3% жоғары.Бірақ талшықтың көлемдік үлесі 80% болғанда, композициялық материалдардың иілу беріктігі айтарлықтай төмендейді, бұл талшықсыз үлгінің беріктігінен төмен.Жалпы алғанда, материалдың төмен беріктігі жүктеменің матрица арқылы талшықтарға тиімді берілуіне кедергі келтіретін ішкі микрожарықтар мен бос орындарға байланысты болуы мүмкін, ал сыртқы күштердің әсерінен микрожарықтар тез кеңейіп, ақауларды қалыптастырады, ақырында зақым келтіреді. Бұл шыны талшықты композициялық материалдың интерфейстік байланысы негізінен талшықтарды орау үшін жоғары температурадағы шыны талшықты матрицаның тұтқыр ағынына сүйенеді, ал шамадан тыс шыны талшықтар матрицаның тұтқыр ағынына айтарлықтай кедергі келтіреді, бұл олардың арасындағы сабақтастыққа белгілі бір дәрежеде зиян келтіреді. интерфейстер.

(3) ену кедергісі:

Реакциялық құрыштың беті мен артқы жағы үшін жоғары берік шыны талшықты күшейтілген композициялық материалдарды пайдалану дәстүрлі легирленген болатпен салыстырғанда жақсы енуге төзімділікке ие.Легірленген болатпен салыстырғанда, жарылғыш реакциялық құрыштың беткі және артқы жағына арналған шыны талшықты композициялық материалдарда детонациядан кейін ешқандай өлтіру қабілеті жоқ қалдық фрагменттері аз болады және жарылғыш реакция броньының қайталама өлтіру әсерін ішінара жоя алады.