SU1753344A1 - Способ изготовлени образца дл определени прочности однонаправленных полимерных композитов - Google Patents

Abstract

Использование: дл  изготовлени  образца дл  механических испытаний на раст жение при нормальной или повышенной температурах При формировании пакета производ т укладку монослоев под углом смены механизмов разрушени  ± 0, который определ ют заранее. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области исследовани  прочности полимерных композиционных материалов (ПКМ) слоистого строени , а именно к способу изготовлени  образца дл  механических испытаний на раст жение при нормальной или повышенной температурах, и может быть использовано при создании новых ПКМ и изучении эксплуатационных свойств этих материалов .

Известен способ изготовлени  образцов , заключающийс  в разрезании заранее отформованной плиты-заготовки однонаправленного КМ на пр моугольные полоски 1. Однако такие образцы зачастую проскальзывают в захватах испытательной машины или разрушаютс  не в рабочей зоне - в захватах, а также в переходном участке. С целью устранени  этих недостатков используетс  другой способ изготовлени , аналогичный первому, но с приклеиванием накладок на зажимные участки образца. Это позвол ет избежать проскальзывани  образцов в захватах испытательной машины и нехарактерного разрушени  Однако приклеивание накладок усложн ет технологию изготовлени  образцов. Кроме того такой образец практически нельз  использовать дл  определени  прочности при повышенных температурах (происходит отслоение накладок от образца). Примен етс  также способ изготовлени  образца, заключающийс  в вырезании из отформованной плиты двухсторонней лопатки 2. Изготовление двусторонней лопатки достаточно просто, Этот образец не требует приклейки накладок и может с успехом использоватьс  дл  определени  прочности как при нормальной , так и при повышенной температурах.

Однако применение способа изготовлени  образца в виде двусторонней лопатки в случае совпадени  направлени  армировани  с продольной осью образца мало нецелесообразно , так как часто наблюдаетс  скалывание головок образца по ширине рабочей части, что существенно снижает надежность испытаний.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества образца

у

Ё

VI

01 W О)

4

Способ изготовлени  плоского образца дл  испытани  на раст жение однонаправленных армированных пластиков осуществ- л ют так, что армирующие волокна укладываютс  послойно под углами 0п матричную композицию с последующей ее полимеризацией. Угол укладки волокон ©определ етс  предварительно из услови  изменени  механизма разрушени  материала данного типа.

Изготовление пли™ с укладкой волокон под углами к предлагаемому направлению приложени  нагруз ки и дальнейшей порезкой на образцы в виде двусторонней лопатки исключает возможность разрушени  образца путем скалывани . Это объ сн етс  тем, что разбалансировка слоев на угол относительно оси-образца приводит к торможению трещин в случае их по влени  в отдельных сло х при нагружении на раст - жении.

Выбор угла выкладки слоев 0, равного критическому углу изменени  механизмов разрушени  от волокон к матрице, объ сн етс  следующими причинами.

При увеличении угла ©выше критического образцы начинают разрушатьс  по матрице, т.е. мы получаем искаженную характеристику прочности, котора , по-суще- ству, характеризует уже не монослой КМ, а прочность косоугольно-армиррванного пластика ,

«

Применение при выкладке угла Э © нцелесообразно из-за технологической сложности обеспечени  выкладки под выбранным углом в силу малых значений 0с(дл  современных полимерных КМ -4°). Но главной причиной отказа от использовани   вл етс  то, что обеспечиваетс  характерного разрушени  образцов, а происход т сколы образца.

Угол смены механизмов разрушени  дл  исследуемого материала КМУ-4Э можно Определить по критерию прочности Кулона- Мора 3 из уравнени :

sin

.

+

sin

COS tl

COS

2 О

rf

m

Пи (0°)

где Пц+(0°)- прочность однонаправленного композита в направлении волокон;

сит- экспериментально определ емые параметры материала.

На чертеже изображена схема образца дл  определени  прочности однонаправленных слоистых полимерных композитов,

П р и м е р. По результатам испытаний образцов однонаправленного углепластика на неосевое раст жение определ ют параметры Сит, Были получены и ,4 МПа, тогда угол смены механизмов разрушени  0 1 2054 . Дл  практического использовани  было приныго 0 3° .Угол 0 3° выбран из услови  незначительного превышени  угла ©,. Формируетс  пакет со схемой армировани  (3), производитс  его отверждение. Из готового пластика изготавливают образцы в форме двусторонней лопатки с размерами по ГОСТ 25.601-80.

Изобретение позвол ет изготавливать образцы из однонаправленного ПКМ в форме двусторонней лопатки дл  корректного определени  прочности при одноосном раст жении при нормальной и повышенной температурах . Использование при выкладке образцов косоугольной схемы армировани  с критическим углом 0U позвол ет повысить качество изготовленных образцов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  образца дл  определени  прочности однонаправленных пол- имерных композитов, по которому армирующие волокна укладывают сло ми в матричную композицию с последующей ее полимеризацией, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества, предварительно определ ют угол 0 наклона волокон к оси нагружени , при котором происходит изменение механизма разрушени  дл  данного типа материала, а монослои волокон укладывают под углами © к продольной оси образца.