Справочник по композиционным материалам
Распределение волокон
Армированные композиты, в которых стекловолоконные пряди уложены параллельно, имеют максимальные механические характери - 0 „ „
/ Рис. 8.3. Зависимость пределов
Стики (прочность И жесткость) ВДОЛЬ прочности стеклопластиков от волокон. Такое армирование исполь - массовой доли связующего С: зуется при получении материалов [27] — ПРН нз™бе аи; 2 — прн растя - методом пултрузии и при некоторых женин 3 ~ при сжатнн видах намотки.
Одним из распространенных видов армирования является прямоугольное (перпендикулярное) усиление, т. е. структура, в которой одна половина прядей лежит перпендикулярно к другой
|
Массовая доля связу |
55,0 |
49,2 |
44,0 |
35,6 |
31,2 |
28,0 |
22,5 |
22,2 |
|
Ющего, % |
||||||||
|
Толщина, мм |
2,97 |
3,20 |
3,23 |
3,20 |
3,18 |
3,33 |
3,35 |
3,73 |
|
Предел прочности при |
314 |
405,4 |
446,8 |
572,3 |
559,9 |
635,0 |
602,6 |
633,7 |
|
Изгибе 1, МПа |
||||||||
|
Модуль упругости при |
15,6 |
18,1 |
20,1 |
23,0 |
26,3 |
27,9 |
30,1 |
32,0 |
|
Изгибе 1, ГПа |
||||||||
|
Предел прочности при |
311,7 |
330,3 |
308,2 |
366,8 |
392,3 |
361,3 |
374,4 |
467,5 |
|
Сжатии,1 МПа |
||||||||
|
Предел прочности при |
212,4 |
246,2 |
279,2 |
353,7 |
370,3 |
420,6 |
446,1 |
448,0 |
|
Растяжении МПа |
||||||||
|
Нагрузка при растя |
2286 |
2197 |
2082 |
2215 |
2135 |
2224 |
2117 |
2135 |
|
Жении, Н |
|
> Испытания по условиям А. |
(ориентации 0 и 90°). Механическая прочность такого композита меньше, чем однонаправленного вдоль оси армирования. Так как угловое распределение прядей может меняться в интервале 0 ... 90°, механические свойства могут изменяться пропорционально. А поскольку в тканых материалах уже имеются два преимущественных направления нитей (0 и 90°), то у кохмпозитов на их основе максимальная прочность будет вдоль этих осей ориентации.
Поворот чередующихся однонаправленных слоев армирующей компоненты относительно преимущественных направлений 0 и 90° на +45° приводит к дальнейшему уменьшению прочности композита по сравнению с бднонаправленными образцами. Но при этом повышается прочность СВКМ в направлениях ±45°. Распределение ориентации волокон между направлениями 0 и 90° может частично варьироваться структурой ткани. «Сбалансированные» ткани с одинаковым распределением пряжи по основе и утку имеют сопоставимые, но не обязательно равные свойства в направлении основы и утка. Ткани с плотной, прочной основой и редким утком, обеспечивающим только формирование ткани, дают устойчивые результаты, как при однонаправленных материалах. Такие композиты имеют максимальную прочность в направлении, соответствующем максимальному количеству ориентированной пряжи.
Различия между свойствами одно - и двунаправленных СВКМ приведены в табл. 8.14. Стеклопластики, не имеющие преимуще-
|
8.14. Влияние распределения пряжи в ткани на механические свойства стеклопластиков
|
|
Содержание волокна, % |
52 |
48 |
90 |
10 |
|
Предел прочности при изгибе, |
||||
|
МПа, по условиям: |
||||
|
А |
580,6 |
539,2 |
655,0 |
160,6 |
|
D 2/100 |
520,5 |
472,3 |
602,6 |
|
|
Модуль упругости при изгнбе, |
||||
|
ГПа, по условиям; |
||||
|
А |
27,7 |
25,2 |
34,1 |
17,0 |
|
D 2/100 |
26,7 |
23,5 |
33,1 |
10,1 |
|
Предел прочности при сжатии, |
||||
|
МПа, по условиям; |
||||
|
А |
432,3 |
437,1 |
444,7 |
199,3 |
|
D2/100 |
357,2 |
375,8 |
352,3 |
162,7 |
|
Предел прочности при растяже |
||||
|
Нии, МПа, по условиям: А |
||||
|
399,2 |
378,5 |
648,1 |
83,4 |
|
|
D 2/100 |
384,0 |
346,1 |
631,6 |
80,7 |
8.15. Свойства стеклопластиков на основе резаного волокна и полиэфирного
Связующего
|
Показатель |
Значение |
Показатель |
Значение |
|
Массовая доля связующе - 69,8 го, % Толщина, мм 6,05 Предел прочности прн изгибе, МПа, по условиям: А 182,0 02/100 209,6 Модуль упругости при изгибе, ГПа, по условиям: А 6,83 D2/100 6,48 |
Предел прочности при сжатии, МПа, по условиям: А 190,3 02/100 160,0 Предел прочности прн растяжении, МПа, по условиям: А 972 D2/100 95І1 |
