Справочник по композиционным материалам

Естественная инсоляция

Большинство данных по влиянию атмосферных воздействий на композиционные материалы было получено в процессе уско­ренных испытаний, когда условия экспозиции образцов специ­ально делаются более жесткими, чем при эксплуатации конструк­ций. В таких условиях разрушение материала происходит за сравнительно короткое время. Однако всегда трудно коррели­ровать результаты ускоренных испытаний с реальными усло­виями эксплуатации. На фирме «Грумман» была сделана попытка изучить с этих позиций свойства старых, бывших в употреблении деталей из стеклопластиков, которые работали в жестких усло­виях. Результаты этих исследований сравнивали с данными, полученными при испытании не бывших в эксплуатации изделий. В число этих деталей входили большой (8 м) вращающийся купол обтекателя радиолокационной антенны самолета Е-2А серии № 1, который проработал 19 лет, несколько обтекателей антенны носовой радиолокационной станции самолета А-6А, бывших в эксплуатации в течение 11 ... 15 лет, и секция хвостового опе­рения самолета Е-2А, который пролетал 12 лет.

Что касается купола обтекателя, то он был сдан в лом и его нашли на складе с частично отслоившейся краской. Образцы для испытаний были взяты как с поверхностей, где вообще уже не было краски, так и с поверхностей, на которых она была непо­врежденной. Кроме того, взяли образцы из внутренних и наруж - 294

19.2. Результаты испытаний на изгиб купола обтекателя радиолокационной аитениы самолета Е-2А при 25 °С

Среднее значение сохранение показателя, % Окрашенная нижняя оболочка:

Среднее значение сохранение показателя, % Неокрашенная верхняя оболочка:

Среднее значение сохранение показателя, % Неокрашенная внутренняя оболочка (содержание влаги 1,1 %):

Испытуемая поверхность

Приведено к тол­щине слоя 0,28 мм

Исходные данные (вычисленные в по­лярных координатах)

Аа, МПа

Вн, ГПа

Ан, МПа

Ея, ГПа

Окрашенная верхняя оболочка:

Среднее значение сохранение показателя, % Неокрашенный эродированный нако - иечинк (содержание влаги 0,84 %) сохранение показателя, %

371

_

424

_

390

_

438

' _

393

_

438

_

384

_

433

_

89

_

_

_

526

16,1

441

18,9

454

16,3

396

15,8

526

16,3

427

17,2

502

16,2

411

17,4

100+

93,7

.—

394

13,0

434

13,1

411

13,0

455

13,8

413

13,1

464

14,5

406

13,0

454

13,8

89

95,0

369

9,4

424

12,4

391

10,0

407

12,4

395

11,2

413

11,7

395

10,2

415

12,4

93

82,0

302

488

68

_

_

_

Ных слоев, сверху и снизу, т. е. везде, где это было возможно. Испытанию подвергли также наконечник передней кромки, кото­рый представлял собой сплошной восьмислойный сильно эроди­рованный ламинат. Образцы для испытаний на изгиб и растяже­ние были взяты, где только это было возможно, и полученные результаты сравнивали с данными испытаний образцов, вырезан­ных из новых деталей. При этом определяли значения предела прочности и модуля упругости. Результаты экспериментов сопо­ставляли с данными для новых деталей, скорректированными на ориентацию ткани, используя диаграммы в полярных коорди­натах [1, 4, 5). Результаты, представленные в табл. 19.2 и 19.3, позволяют сделать следующие выводы:

1. Сильно эродированный наконечник передней кромки сохранил только 68 % своей исходной прочности и разрушился больше всех.

2. Верхняя оболочка с отслоившейся краской сохранила 89 % прочности прн изгибе и 91 % прочности при растяжении. Соответствующее сохранение зна­чений модулей составляет 95 % (при изгибе) и 72 % (при растяжении).

3. Образцы верхней оболочки с неповрежденной краской сохранили 89 % прочности прн изгибе и свыше 100 % — при растяжении. Модули упругости при Изгибе и растяжении составляли соответственно 89 и 93 % от исходного значення.

19.3. Результаты испытаний на растяжение купола обтекателя радиолокационной антенны самолета Е-2А при 25 "С

Испытуемая поверхность

Приведено к тол­щине слоя 0,279 ни

Исходные данные (вычисленные в по­лярных координа­тах)

(JB, МПа

Е. ГПа

(JB, МПа

Е, ГПа

Неокрашенная нерхняя оболочка (со­держание влаги 1,00%);

Среднее значение сохранение показателя, % Окрашенная нижняя оболочка (содер­жание влаги 1,32%);

Среднее значение сохранение показателя, % Окрашенная верхняя оболочка (со­держание влаги 1,46 %):

Среднее значение сохранение показателя, %

241

12,2

255

17,2

234

13,0

276

19,3

265

13,4

269

17,2

223

12,0

276

17,2

265

13,6

276

18,6

246

12,8

269

17,9

91,5

71,5

256

14,3

220

14,4

174

13,6

220

11,7

237

13,4

215

15,2

242

13,0

251

15,8

260

13,0

251

15,8

234

13,4

232

14,4

100+

92,9

272

12,6

250

15,8

296

14,4

271

17,2

300

15,6

265

17,9

290

14,2

262

17,2

100+

82,4

19.4. Испнтаввя в» растяжение н изгиб голоииоб части обтекателя аятеияы самолет* А-6 при 25 °С

Тнп композита

Я

Дата

Содержа­ние, %

"в-

МПа

"и.

МПа

£И,

ГПа

А w о

Я

Испыта­ний

Смо­лы

Вла­ги

ПС

ИМ

ПС

ИМ

ПС

ИМ

828/BF3400

828/МДА/БДМА

828/МДА/БДМА

828/МДА/БДМА

828/МДА/БДМА

38 195 266 299 369

5.5.63

2.9.65

4.9.66 19.10.66 12.4.67

16,6 17,1 17,7 16,7 16,6

0,50 0,20 0,20 0,18 0,25

522 652 606 617 617

555 646 607 602 627

268 600 568 593 662

475 613 595 629 553

21,6 27,6 21,0 21,6

15.5

21.6 18,2 21,8 20,7

Минимальное допустимое значение

345

345

13,8

— '

Сокращения: ИМ — исходный материал; ПС — после старения.

Краской, устойчивой к дождевой эрозии. Полученные данные (табл. 19.4) свидетельствуют о том, что свойства композиции, содержащей BF3-400, значительно ухудшились, а у деталей из материала, отвержденного МДА/БДМА, не наблюдалось сниже­ния ни предела прочности (при растяжении и изгибе), ни модуля упругости.

Результаты испытаний окрашенного хвостового стабилиза­тора самолета Е-2 А показали, что сохраняется 84 ... 100 % предела прочности и 80 ... 100 % первоначального значения модуля упругости. При определении остаточной адгезионной прочности на поверхности сотового заполнителя было устано­влено, что при растяжении в перпендикулярном относительно ориентации слоев направлении она составляет 80 ... 94 %, при сжатии — 88 % и при испытании на изгиб вокруг стержня — 96 %. (Все эти данные получены на образцах из деталей после 12 ... 14 лет эксплуатации.) [221.

Испытания окрашенных и неокрашенных образцов из углерод­ного волокна и эпоксидной смолы, которые подвергали старению реальной продолжительности как на открытом воздухе в условиях окружающей среды на полигоне в Файр-Айленде, так и в лабо­ратории при постоянной влажности 50 %, показали, что при комнатной температуре в течение двух лет не происходит ника­кого разрушения окрашенных образцов. При 127 °С наблюдается лишь незначительная деструкция материала, но при 177 °С она становится такой большой, что снижение предела прочности до­стигает 50 %. В этом случае прочность уменьшается больше, чем модуль упругости. Следует, однако, отметить, что это падение свойств полностью обратимо. Если экспонированные образцы медленно высушить и повторно испытать при 177 °С, исходная

19.5. Влияние реальной продолжительности старения иа изменение

Свойств окрашенных образцов из эпоксидной смолы и графитироваиного волокна *

Выдержка при относитель­ной влажности 50 %

Влагопогло - щенне, %

Л В S

Я

О

Еа, ГПа

«

И 1 2 ч

~ г -

«їС

U О

Выдержка на полигоне

U еї^ О

С -

О «

И я

Со а

С; <и

Я 3

Г-

А в о. а, й и В а

JS

Н с

Условия вкспозиции '

І с

&

С S

С

(-1

Ч

М

Н

О 3 л В

Контрольный об­разец

Выдержка 3 мес Сохранение пока­зателя, % Выдержка 12 мес Сохранение пока­зателя, % Выдержка 24 мес Сохранение по­казателя, %

Контрольный об­разец

Выдержка 12 мес Сохранение по­казателя, % Выдержка 24 мес Сохранение пока­зателя, % Сушка до постоян­ной массы

1059 56,7 52,0 — 1059 56,7 52,0

1008 66,0 58,8 95,2 98,7 100+

100+ 100+ 100+

58,6 59,3

100+ 100+

— 1080 57,6 —

100+, 100+ 100+

1097 56,6 67,1

100+ 100+ 100+

1080 576 —

49.4 — 85,8 —

52,7 36,3

91.5 —

783

72.6

784

72.7

718 66,5

759 70,3

25

1161 60,3 51,7 — 100+ 100+ 99,3 —

1,06 1153 58,3 64,6 1,34 1122 57,7 0,96

60,6

1018 58,6 59,3 1,21 1097 56,6 67,1 96,2 . .

127

51,5 — 89,4 —

53,4 37,7 92,7 —

Контрольный об - —

906

47,5

32,3 —

906

47,5

32,3

Разец

Выдержка 3 мес —

759

54,8

32,6 —

768

51,3

39,0

Сохранение пока - —

83,7

100+

100+ —

84,8

100+

100+

Зателя, %

Выдержка 12 мес —

568

49,3

30,9 —

523

45,9

25,6

Сохранение пока - —

62,7

100+

95,7 —

57,7

96,5

79,1

Зателя, %

Выдержка 24 мес —

428

43,4

20,3 —

347

42,2

19,3

Сохранение по - —

47,3

91,3

62,9 —

38,3

88,8

59,7

Казателя, %

Сушка до постоян - —

819

53,5

34,2 —

748

54,2

36,8

Ной массы

Сохранение пока - —

90,4

100+

100+ —

82,6

100+

100+

Зателя, %

177

— 1041 56,5 44,4 — 1058 54,6 46,7

Выдержка иа полигоне

19.6. Влияние реальной продолжительности старения на изменение свойств неокрашенных образцов нз эпоксидной смолы и графнтироваиного волокна *а

Выдержка при относи­тельной влажности 50 %

6

5*

С - о V и и a я с; w И 3

Ь.5 &

Ь

Е? о я

Ч о и 3

Условия экспозиции *2

14

С

&

Ї

Fx

Si

О

Ч

К С

& д£ о «

W я ^

5о я

Н а я

«

С

С

S

Fx

Я

О

Ч

25 (2) До экспозиции, сухой

Образец (2) Выдержка 48 ч при 50 %-ной влажности Выдержка КО *3 2—4 недели в цехе Выдержка 3 мес Сохранение показа­теля, %

Выдержка 12 мес Сохранение показа­теля, %

Выдержка 24 мес Сохранение показа­теля, %

Сушка до постоян­ной массы 127 (2) До экспозиции, су­хой образец (2) Выдержка 48 ч прн 50 %-ной влажности Выдержка КО *" 2— 4 недели в цехе Выдержка 12 мес Сохраненне показа­теля, %

Выдержка 24 мес Сохранение показа­теля, %

Сушка до постоян­ной массы 177(2) До экспозиции, сухой образец (2) Выдержка 48 ч при 50 %-ной влажности Выдержка КО *3 2— 4 недели в цехе Выдержка 3 мес Сохраненне показа­теля, %

Выдержка 12 мес Сохранение показа­теля, %

Выдержка 24 мес

1025

55,9

67,4

1025

55,9

67,4

1076

59,5

59,9

1076

59,5

59,9

1047

55,5

67,5

1047

55,5

67,5

1087 100+

51,1 99,4

69,9 100+

1045 99,3

53,5 96,4

59,5 88,1

0,89

1088 100+

54,8 98,4

64,6 95,8

0,96

1062 100+

54,8 98,8

60,8 90,2

0,88

1047 99,5

54,0 97,4

64,0 94,9

0,94

987 93,8

54,5 98,0

59,0 87,5

1011

55,7

61,9

965

54,5

45,0

1076

55,7

53,5

1076

55,7

53,3

1047

55,9

47,4

1047

55,9

47,7

756 72,2

46,6 83,4

737 70,4

48,9 87,5

818 78,2

51,3 91,7

36,7 77,5

774 73,9

41,5 74,2

35,6 75,1

1052

52,4

52,3

990

50,7

50,5

857

55,4

37,4

857

55,4

37,4

874

54,1

39,4

874

54,1

39,4

799

51,0

38,7

799

51,0

38,7

721 90,2

51,4 45,2 100+ 100+

726 90,9

50,8 99,6

36,6 94,4

534 66,8

42.8

83.9

24,9 64,2

507 63,4

44,2 86,8

24,0 61,9

369

39,6

21,0

457

44,2

22,7

Выдержка на полигоне

Выдержка при относи­тельной влажности 50 %

Й

Ро

(О о

А .

Is

О) 5

Условия вкспозиции '

О)

«

С

С

S

S

О

ІЧ

С.

О в> U в (0 аз Ч V

Ид-

В

§• й* t - 5 .

W (Ч ^

** £ з

У О 2 НОВ

«

С

С

Й

В

О

ІЧ

С -

О v

И в

(0 и

Ч «

«а"

В, м

& iS

2

С - <о

Н ^

< 3 « u ° *

Сохранение показа­теля, %

Сушка до постоянной массы

Сохранение показа­теля, % 46,1 77,7 54,3 768 49,5 37,6 96,0 97,0 97,2 57,2 86,6 58,7 728 49,8 39,8 91,0 97,7 100+

** Прочностные характеристики при изгибе приведены к толщине слоя 0,133 мм.

*? Пропитка в течение 30 мии перед приложением нагрузки. *s КО — контрольный образец.

19.7. Влияние реальной продолжительности старения на прочность скрепленных болтами образцов из эпоксидной смолы н графитироваиного волокна

Нагрузка иа

Образец, кН

Продолжитель­ность экспози­ции, нес

Выдержка при относительной влажности 50 % контроль­ного образца

Выдержка на полигоне

Образца

Без окраски

Окрашенного

Без окраски

Окрашенного

TOC o "1-3" h z 1 20,64 20,64 — —

3 19,10 20,79 20,16 19,12

12 19,73 20,14 20,43 20,00

24 20,53 19,98 21,36 22,18

36 20,80 20,55 20,82 21,34

Условия испытаний.

1.Композиционный материал. AS/3501-5, состоящий из графитироваиного волокна и эпоксидной смолы, прикрепленный к титановому сплаву Ti-6AJ-4V крепежными изделиями, изготовленными из этого сплава.

2. Все разрушения происходят под действием сложного нагружеиия или чистого растяжения композита.

Естественная инсоляция

Прочность полностью восстановится. Отсюда следует вывод,

Что стандартные эпоксидные смолы, армированные углеродным

Волокном, нельзя использовать при температурах выше 127 °С.

При более высоких температурах следует применять полиимиднЫе

Смолы. Полученные результаты представлены в табл. 19.5—19.7.

Справочник по композиционным материалам

Резка композитов

Для резки композитов используются стандартные металло - и деревообрабатывающие дисковые или ленточные пилы. Дисковая пила может применяться для резки композиционных материалов как в стационарных установках, так и в переносном оборудовании. …

Основные стандарты

ASTM D76-77. Машины для испытаний на растяжение текстильных мате­риалов; ASTM D123-77. Условия испытаний текстильных материалов; A STM D1117-74. Испытания нетканых материалов; ASTM D1175-71. Сопротивление истиранию текстильных материалов; 15 П/р Дж. …

Масса и доля материалов в легковом автомобиле выпуска 1979 и 1985 гг

1979 г. 1985 г. , Матерная Масса, Доля, Масса, Доля, Кг % Кг % Легкие материалы Пластики 86 5,6 136 11,0 Сплавы алюминии 52 3,4 82 6,6 Высокопрочная низколегированная 86 …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.