Композиционные материалы icon

Композиционные материалы




НазваКомпозиционные материалы
Сторінка1/12
Дата15.05.2013
Розмір2.79 Mb.
ТипРеферат
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный университет


Юскаев В.Б.


КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Утверждено ученым советом

Сумского государственного университета

как учебное пособие


Сумы

Издательство СумГУ

2006


ББК 35.719

Ю 89

УДК 621.76(075.2) + 678.5(075.8)


Рецензенти:

канд. техн. наук, проф. Євтушенко А.О.

канд. техн. наук, доц. Алексєєв О.М.


Рекомендовано до друку вченою радою

Сумського державного університету

як навчальний посібник

(протокол № 5 від 21 грудня 2006 року)


^ Юскаєв В.Б.

Ю 89 Композиційні матеріали: Навчальний посібник. – Суми:

Видавництво СумДУ, 2006. – 199 с.


ISBN 966-657-100-5


У посібнику розглянуті методи одержання та властивості композиційних матеріалів - армованих металів, керамічних матеріалів, пластмас та евтектичних композиційних матеріалів.

Посібник рекомендований для студентів спеціальності «Прикладне матеріалознавство», що вивчають дисципліну «Порошкові та композиційні матеріали».


ББК 35.719


ISBN 966-657-100-5

© Юскаєв В.Б. 2006

© Видавництво Сумського

державного університету, 2006

СОДЕРЖАНИЕ

С.

Введение 5


1 Основные определения и классификация

композиционных материалов 12

    1. Классификация КМ по материалам

матрицы и армирующих компонентов 13

    1. Классификация КМ по структуре:

геометрии и расположению компонентов

структурных составляющих 14

    1. Классификация КМ по методам получения 19

    2. Классификация КМ по назначению 19




  1. Характеристики однонаправленных КМ 20

2.1 Упругие характеристики КМ 20

    1. Прочность однонаправленных КМ

с непрерывными волокнами

в направлении армирования 22

    1. Оптимальная объемная доля волокон 23

    2. Влияние ориентации волокон на прочность

однонаправленных КМ при растяжении 27

    1. Прочность при растяжении КМ, армированных

дискретными волокнами 29

    1. Прочность КМ при сжатии 31

    2. Вязкость разрушения КМ 33




  1. Виды, свойства и технологические методы

получения армирующих компонентов 38

    1. Требования, предъявляемые к волокнам 38

    2. Нитевидные кристаллы 39

    3. Металлические проволоки 44

    4. Неорганические поликристаллические волокна 47

    5. Виды армирующих элементов 56




  1. Технологические методы получения

металлических КМ 58

    1. Межфазное взаимодействие в КМ 58

      1. Термодинамическая и кинетическая

совместимость компонентов 58

      1. Виды межфазного взаимодействия 60

      2. Типы связей между компонентами 61

    1. Получение металлических КМ

армированных нитевидными кристаллами 62

      1. Подготовка нитевидных кристаллов 62

      2. Объединение волокон с матрицей 64

    1. Получение металлических КМ,

армированных волокнами 65

      1. Очистка поверхности волокон и матрицы 66

      2. Объединение волокон и матрицы.

Получение компактных МКМ 66


  1. Металлические композиционные материалы 79

    1. Требования, предъявляемые к матрицам 79

    2. Матричные материалы 80

    3. Свойства МКМ 87

    4. Области применения МКМ 108




  1. Эвтектические КМ 112

    1. Эвтектические материалы 112

на основе алюминия

    1. Эвтектические материалы

на основе никеля 114


  1. Керамические композиционные материалы 116




  1. Полимерные КМ 121

    1. Молекулярная структура полимеров.

Классификация полимеров 121

    1. Термомеханические свойства полимеров 128

    2. Компоненты ПКМ 137

      1. Полимерные матрицы 137

      2. Наполнители ПКМ 141

    3. Получение ПКМ и методы

переработки их в изделия 158

    1. Свойства армированных ПКМ 181


Список литературы 197


ВВЕДЕНИЕ

Знакомство со свойствами многих материалов в окружающем нас мире позволяет говорить об их необычности. Если металлы со свойственной им высокой прочностью и пластичностью являются для нас привычными, то имеется значительная группа материалов, поражающая необычным сочетанием свойств разнородных материалов.

Так, железобетон позволяет сооружать конструкции, выдерживающие большие изгибающие нагрузки, которые противопоказаны исходному бетону, - он растрескивается при достаточно небольших изгибающих нагрузках. Сравнение прочности стержней из древесины и бамбука показывает, что бамбук приблизительно в два раза более прочен и гибок. Эти особенности в течение длительного времени использовали при изготовлении шестов для прыжков, для изготовления корабельных мачт и т.д. Необыкновенным сочетанием прочности, жесткости и легкости характеризуются кости животных и человека. Особенно высоки характеристики трубчатых костей птиц, имеющих минимальный вес. Изготовленные из любого из известных материалов подобные изделия имели бы большую массу. Вулканическая лава, обладая химическим составом достаточно хорошо известных горных пород, характеризуется очень низкой плотностью в сочетании с достаточной прочностью и хорошими теплоизоляционными свойствами, предопределяющими возможность применения в строительстве. Такие материалы, сочетающие в себе свойства, присущие порознь нескольким материалам, называются обычно композиционными материалами (КМ).

История возникновения искусственных КМ восходит к истокам цивилизации, когда человек начал сознательно конструировать новые материалы. Уже на ранних стадиях развития цивилизации он использовал для строительства кирпич из глины, в которую замешивалась солома, придававшая повышенную прочность. Использование природных битумов позволило повысить водостойкость природных материалов и изготавливать суда из камыша, пропитанного битумом. Прослеживается аналогия между изготовлением боевых луков у кочевников с использованием нескольких слоев из дерева, рога, шелка, скрепляемых с помощью клея, и современными металлодеревотканевыми слоистыми конструкциями, соединяемыми отверждающимися смолами. Одним из наиболее ярких примеров такого рода является материал фиберглас из стеклянных волокон, скрепленных полимерным связующим, структура которого повторяет структуру бамбука, где непрерывные волокна из целлюлозы находятся в более пластичной матрице с низким модулем (рис. 1).




Рисунок 1 - Микроструктура различных КМ (сечение поперек армирующих элементов): а - бамбук; б - стеклопластик; вКМ из меди, армированной вольфрамовой проволокой [6]

Приведенные примеры позволяют выделить то общее, что объединяет КМ, а именно - эти материалы являются результатом объемного сочетания разнородных компонентов, один из которых пластичен (связующее, матрица), а другой обладает высокой прочностью и жесткостью (наполнитель, арматура), и при этом композиции имеют свойства, которых не имеют отдельные составляющие.

В качестве как первого, так и второго компонента могут выступать самые разнообразные по природе и происхождению материалы. Известны КМ на базе металлов, керамики, стекол, углерода, пластмасс и других материалов. Практически любой современный материал представляет собой композицию, поскольку все материалы редко применяются в чистом виде. Это создает сложности с точки зрения использования термина - он часто применяется для всех сложных систем, содержащих несколько компонентов.

Наука о композиционных материалах зародилась недавно. Первый патент на КМ (полимерный) был выдан в 1909 году. Он предусматривал упрочнение синтетических смол природными волокнами. Первые полимерные КМ армировали рубленным природным волокном, целлюлозной бумагой, хлопчатобумажными и льняными тканями.

Настоящий бум в материаловедении возник в конце первой половины XX века, когда появились прочные и легкие стеклопластики и из них начали делать планеры, а затем и многое другое. Стеклопластики запатентованы в 1935 году. Это были первые полимерные материалы, в которых как упрочнитель использовались неорганические волокна.

В конце 50-х годов ХХ века обнаружено, что материалы в виде тонких монокристаллов обладают высокой прочностью. Были получены новые виды неорганических поликристаллических волокон – углеродные, борные. Возникла идея использовать все эти сверхпрочные волокнистые материалы для армирования различных матриц, в первую очередь металлических.

История металлических КМ насчитывает не более 60 лет, но успехи в этой области достигнуты значительные, хотя первые металлические КМ разрабатывались главным образом для решения проблемы улучшения механических характеристик и жаростойкости.

В последние годы в связи с расширением комплекса свойств, реализуемых с помощью КМ, значительно расширились исследования по созданию антифрикционных КМ, КМ медицинского и биологического назначения, газонаполненных КМ, тепло- и электропроводных КМ, негорючих КМ, радиопрозрачных и радиопоглощающих КМ и др.

КМ по удельным прочности и модулю упругости превосходят все известные конструкционные сплавы (рис. 2).

Рисунок 2 – Удельная прочность и удельный модуль упругости некоторых неармированных и композиционных материалов, армированных 50 об. % волокон [9]

Современная авиация, ракетно-космическая техника, судостроение, машиностроение немыслимы без композитов. Чем больше развиваются эти отрасли техники, тем больше в них используют композиты, тем выше становится качество этих материалов. Многие из них легче и прочнее лучших металлических (алюминиевых и титановых) сплавов, а их применение позволяет снизить вес изделия (самолета, ракеты, космического корабля) и соответственно сократить расход топлива.

Ярким примером эффективного применения КМ является решение задач тепловой защиты при аэродинамическом нагреве и снижения массы орбитального комплекса (ОК) «Буран» (рис. 3) [22].

Рисунок 3 – Элементы тепловой защиты ОК «Буран» [22]

К числу наиболее ответственных компонентов теплозащиты ОК «Бурана» относятся такие термостойкие элементы конструкции (рабочие температуры до 1650 ºС), как носовой обтекатель и секции передних кромок крыла из "углерод - углеродного" материала  "Гравимол" (плотность – 1,85 т/м3).

Для изготовления этого материала применялись углеродные ткани и модифицированные фенольные смолы, подвергавшиеся пиролизу в процессе высокотемпературного передела. В последующем полуфабрикат материала проходил процессы пироуплотнения и боросилицирования. На внешнюю сторону агрегатов наносилось внешнее противоокислительное покрытие на основе дисилицида молибдена.

Нижняя поверхность и большая часть боковой поверхности планера "Бурана" в зонах с максимальными температурами аэродинамического нагрева 700-1250 ºС защищена многоразовой тепловой защитой в виде керамических плиток из волокон двуокиси кремния, имеющих белое или черное внешнее эрозионностойкое покрытие. Для создания этого материала, удовлетворяющего условиям эксплуатации ОК "Буран", потребовалось впервые разработать технологию получения мелкодисперсного штапелированного кварцевого волокна диаметром 1-2 мкм. Исходя из вышеуказанных условий, были разработаны и в дальнейшем освоены промышленностью два типа высокотемпературостойких теплозащитных материалов: ТЗМК-10 и ТЗМК-25 (плотность соответственно 0,15 и 0,25 т/м3).

Иллюминаторы кабины экипажа, работающие при нагреве 750 ºС, также являются элементами тепловой защиты многофункционального назначения. Они выполнены трехслойными: два наружних слоя выполняют функции тепловой и противометеорной защиты, внутренний - собственно герметичный иллюминатор.

В менее нагреваемых зонах для температур до 350-370 ºС используется гибкая теплозащита из волокнистых органических материалов АТМ-19ПКП. Они изготавливались многослойными из термостойких органических волокон.

Таблица 1 иллюстрирует уменьшение финансовых затрат (в долларах) на эксплуатацию авиакосмической техники при снижении массы конструкции на 1 кг.

Таблица 1 - Экономия затрат, долл., при снижении массы

конструкции на 1 кг [2]

Космический аппарат «Спейс Шатал»

10000 - 15000

Спутник на синхронной орбите

10000

Сверхзвуковой пассажирский самолет

200 - 500

Истребитель - перехватчик

150 - 200

Боинг-747

150 - 200

Транспортные самолеты

50 -75

В результате сейчас в скоростной авиации используют от 7 до 25 % (по весу) полимерных композиционных материалов (ПКМ) и снижают вес изделия, таким образом, от 5 до 30 %. В качестве рекламы этих материалов в США был изготовлен самолет "Вояджер", практически полностью изготовленный из армированных пластиков (главным образом, углепластика). Этот самолет облетел вокруг Земли без посадки.

Важным является и то, что в отходы при изготовлении деталей из полимерных композитов идет не более 10-30% материала, в то время как у аналогичных деталей из высокопрочных сплавов алюминия и титана, применяемых в авиации, отходы могут в 4-12 раз превышать массу изделия.

Кроме того, при изготовлении деталей из полимерных композитов требуются меньшие трудовые и энергетические затраты, уменьшается количество производственных циклов.

В таблице 2 приведены средние удельные затраты энергии при изготовлении материала и изделий из металлов и армированного пластика на основе углеродных волокон и эпоксидной смолы как связующего (эпоксиуглепластик).

Таблица 2 - Удельные затраты энергии, кВт·час, на производство

ПКМ и изделий из них

Материал

Расчет на 1 кг

материала

Расчет на 1 кг

изделия

Эпоксиуглепластик

33,0

72,7

Сталь

35,2

220,4

Алюминий

48,5

392,4

Титан

189,5

1543,2

В последние годы отмечается быстрый рост научного, промышленного и коммерческого интереса к новому классу материалов, появление которого отразило стремление к миниатюризации в практике построения различных объектов. Эти материалы, обладающие необычной атомно-кристаллической решеткой и демонстрирующие уникальные свойства, получили название наноструктурных материалов (НСМ) [13].

К ним относят материалы с размером морфологических элементов менее 100 нм. По геометрическим признакам эти элементы можно разделить на нольмерные атомные кластеры и частицы, одно- и двухмерные мультислои, покрытия и ламинарные структуры, трехмерные объемные нанокристаллические и нанофазные материалы.

Общепринято, что под НСМ подразумеваются или намеренно сконструированные, или природные материалы, в которых один или более размеров лежат в диапазоне нанометров. К данной категории относятся также так называемые «нано-нано» композиты, которые содержат более чем одну фазу, но все фазы менее 100 нм.

Первые исследования НСМ показали, что в них изменяются, по сравнению с обычными материалами, такие фундаментальные характеристики, как удельная теплоемкость, модуль упругости, коэффициент диффузии, магнитные свойства и др.

Области применения КМ многочисленны. Кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, они могут быть успешно применены в энергетическом турбостроении, в автомобильной промышленности - для деталей двигателей и кузовов автомашин; в машиностроении - для корпусов и деталей машин; в горнорудной промышленности - для бурового инструмента, буровых машин и др.; в металлургической промышленности - в качестве огнеупорных материалов для футеровки печей, кожухов и другой арматуры печей, наконечников термопар; в строительстве - для пролётов мостов, опор мостовых ферм, панелей для высотных сборных сооружений и др.; в химической промышленности - для автоклавов, цистерн, аппаратов сернокислотного производства, ёмкостей для хранения и перевозки нефтепродуктов и др.; в текстильной промышленности - для деталей прядильных машин, ткацких станков и др.; в сельскохозяйственном машиностроении - для режущих частей плугов, дисковых косилок, деталей тракторов и др.; в бытовой технике - для деталей стиральных машин, рам велосипедов, деталей радиоаппаратуры и др.

Применение КМ в ряде случаев требует создания новых технологий изготовления деталей и изменения принципов конструирования деталей и узлов конструкций.

В зависимости от особенностей свойств КМ разработано значительное количество технологических процессов, позволяющих изготовить достаточно широкий круг изделий. Очень часто подробности таких процессов мало освещаются в научной и технической литературе, так как являются плодом длительных исследований и стоят очень дорого, обеспечивая прорыв в развитии наукоемких оборонных отраслей, таких, как аэрокосмическая, производство вооружений, средств обороны и защиты.


^ 1 ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


Композиционный материал (КМ) - это материал, состоящий из двух или нескольких компонентов, которые отличаются по своей природе или химическому составу. Компоненты в КМ объединены в монолитную единую структуру с границей раздела между структурными составляющими (компонентами), оптимальное сочетание которых позволяет получить комплекс физико-химических и механических свойств, отличающихся от комплекса свойств компонентов.

Компонент, непрерывный во всем объеме композиционного материала, называется матрицей.

Компонент или компоненты прерывистые, разъединенные матрицей, называются арматурой, или армирующим компонентом, или, иногда, наполнителем. Понятие «армирующий» означает «введенный в материал с целью изменения его свойств», но не несет в себе однозначного понятия «упрочняющий».

Композиционный материал классифицируется по нескольким основным признакам:

- материалу матрицы и армирующих компонентов;

- структуре: геометрии (морфологии) и расположению компонентов (структурных составляющих);

- методу получения;

- области применения.

    1. ^ Классификация КМ по материалам матрицы и

армирующих компонентов


Характеристика КМ по материалу матрицы и армирующих компонентов указывает на их физико-химическую природу. По материалу матрицы различают:

1) Металлические КМ или композиционные материалы на основе металлов и сплавов. Чаще всего используются алюминий, магний, титан, медь и сплавы на их основе.

2) КМ на основе интерметаллидов, когда в качестве матрицы используются химические соединения металлов с металлами. Это относительно новый класс КМ, в котором в качестве материала матрицы используются жаропрочные интерметаллиды Ti3Al, TiAl, NiAl, Ni3Al и др. [13].

3) Керамические КМ. В качестве матрицы этих материалов используются неорганические соединения оксидов, карбидов, нитридов и т. п. Является новым классом КМ, который имеет перспективы, как класс супержаропрочных материалов [13].

4) КМ на основе неметаллических компонентов. Это прежде всего КМ на основе углерода, которые считаются одними из самых перспективных конструкционных материалов, особенно в сочетании с углеродными волокнами [13].

5) КМ с матрицей из полимеров. Эпоксидные, полиэфирные и некоторые другие термоактивные смолы, а также полимерные термопласты являются наиболее широко распространенной группой конструкционных композитов. В качестве армирующих компонентов (наполнителей) полимерных композиционных материалов (ПКМ) обычно применяют твердые наполнители: непрерывные и дискретные волокна различной природы, ткани и нетканые материалы на основе этих волокон. Наибольшее распространение получили пластики, армированные стеклянными, углеродными, органическими, борными и некоторыми другими видами волокон.

Армирующие компоненты, или наполнители, во многом определяют свойства КМ. В настоящее время широкое применение нашли армирующие компоненты, изготовленные из:

- металлов и сплавов (сталь, бериллий, вольфрамат титана и др.);

- неметаллов, таких, как углерод и бор;

- керамики А12О3, SiC, TiB2, TiC, AlN и др.;

- стекол, таких, как стекло Е и стекло S;

- органических веществ, таких, как лавсан, кевлар,

полиэтилен и др.



    1. ^ Классификация КМ по структуре: геометрии и

расположению компонентов структурных

составляющих


Классификация КМ по геометрии компонентов в определенной степени остается противоречивой, так как она тесно связана с классификацией по структуре и расположению компонентов и очень часто их не разделяет.

Согласно этой классификации, КМ относятся к одному из следующих классов:

- дисперсноупрочненные композиты и композиты, армированные частицами;

- волокнистые композиты;

- слоистые композиционные материалы.

С учетом размера и распределения вторых фаз или армирующих компонентов в каждом из классов КМ можно выделить подклассы [13]:

- субмикроструктурированные композиты: размер частиц (dч), толщина волокна (dв) намного меньше 1 мкм (d « 1 мкм);

- микроструктурированные композиты: размер частиц, толщина волокна или слоя (dc) имеет порядок одного микрометра (d = 1 мкм);

- макроструктурированные композиты: макроскопические размеры компонентов имеют порядок одного миллиметра (d » 0,1 мм).

Рассмотрим характеристики КМ в соответствии с морфологией фаз или геометрией армирующих компонентов.

1 Дисперсно-упрочненные КМ и композиты, армированные частицами (рис. 4). По геометрическому признаку эти композиты относятся к одному классу, так как армирующий компонент является нуль-мерным компонентом, имеющим все три размера одного и того же порядка. Частицы второго компонента (фазы) беспорядочно распределены в матрице и в зависимости от их количества могут либо упрочнять матрицу, препятствуя развитию дислокационного скольжения при приложении нагрузки, либо «разгружают» матрицу, воспринимая часть приложенной нагрузки.

Рисунок 4 – Схематическое изображение микроструктуры дисперсно -упрочненных КМ и композитов, армированных частицами: 1- матрица; 2 - армирующие частицы диаметром d ч; S ч - расстояние между частицами [13]

В первом случае КМ относится к дисперсно -упрочненным, во втором - к композитам, армированным частицами.

В дисперсно-упрочненных композитах размер частиц dч « 1 мкм (субмикроструктурированные композиты), а их количество составляет 1-15 %. Эффективность упрочнения матрицы зависит от размера частиц и расстояния между ними. Наибольший эффект упрочнения наблюдается при размере частиц меньше 0,1 мкм, расстоянии между ними Sч = 0,01-0,3 мкм и количестве около 15 % [13].

Роль армирующих частиц сводится не столько к упрочнению матрицы, сколько к перераспределению приложенной нагрузки между матрицей и наполнителем. Причем важное назначение матрицы - это передача нагрузки армирующим частицам. Свою роль армирующие частицы выполняют, если их содержание превышает 25 %.

2 Волокнистые КМ (рис. 5). Это в основном микроструктурированные КМ, характеризующиеся тем, что в качестве наполнителя используются одномерные армирующие компоненты, один из размеров которых значительно превышает два других. В волокнистых КМ пластичная матрица армирована высокопрочными волокнами толщиной от нескольких микрометров до сотен микрометров.

Рисунок 5 – Схематическое изображение микроструктуры волокнистых КМ: 1- матрица; 2 - армирующие волокна диаметром d в [13]

Содержание волокон в матрице может изменяться в широких пределах. Теоретически максимальное содержание волокон может достигать 91 % объема. Однако в реальных условиях уже объемная доля волокон в 80 % приводит к ухудшению свойств волокнистого композита.

Выбор природы волокна определяется назначением композита и материалом матрицы, прежде всего физико-химической природой взаимодействия на границе раздела матрица-волокно. Однако при прочих равных условиях комплекс свойств волокнистого композита определяется геометрической схемой армирования (рис. 6, 7). Схемы хаотичного армирования короткими волокнами 1 (рис. 6 б), одномерного армирования короткими волокнами 2 (рис. 6 а) и длинными волокнами 1 (рис. 6 а) могут быть использованы для любой матрицы, в то время как остальные - в основном только для полимерной матрицы. Следует также отметить, что схемы двумерного (рис. 7) и пространственного армирования (рис. 6) легче всего реализуются при изготовлении деталей и узлов из полимерных материалов.




а б

Рисунок 6 – Схематическое изображение микроструктуры волокнистых КМ: а - одномерно армированные: 1 - однонаправленные непрерывные; 2 - однонаправленные короткие; б - хаотически армированные: 1 - короткие волокна; 2 - непрерывные волокна [13]

3 Слоистые («сэндвичевые») КМ. Этот класс композитов характеризуется тем, что фазы или компоненты расположены послойно (рис. 8).

Рисунок 7 – Схематическое изображение микроструктуры пространственно армированных волокнистых КМ: 1 - три семейства нитей; 2 – N-семейств нитей [13]

Они состоят из компонентов, имеющих два размера, которые значительно превышают третий. Естественно, что в слоистых композиционных материалах не имеет смысла делить компоненты на матрицу и арматуру. На субмикроструктурном уровне слоистые композиты могут быть реализованы при осаждении из паровой фазы, а на микроструктурном уровне - в слоистых эвтектических структурах, полученных направленной кристаллизацией (например, системы типа Al-CuAl2, Cd-Sn, Al-Zn, Co-CoBe [13] и др.).

а б в

Рисунок 8 – Схематическое изображение микроструктуры слоистых КМ: а – слоистый с толщиной слоя α dc; б - слоистый армированный: непрерывными нитями; в - слоистый, армированный тканями [13]

На макроскопическом уровне слоистые композиты могут быть реализованы в парах металл-металл, полимер-полимер, металл-полимер. Они представляют собой слои разнородных материалов толщиной от 100 до 1000 мкм с различной природой границы раздела. Однако независимо от природы взаимодействия компонентов на границе раздела связь между слоями должна быть достаточна для исключения необратимого перемещения одного слоя относительно другого при воздействии механической нагрузки и температуры.

К слоистым относят и особую форму КМ, известную под названием структурных сотовых конструкций [16]. Структура таких КМ состоит из следующих элементов (рис. 9): двух тонких облицовочных пластин - обшивок 1, толстой легкой сердцевины – заполнителя 3, разделяющего несущие пластины и распределяющего нагрузку между ними, и адгезионных слоев 3, связывающих пластины с заполнителем и передающих нагрузку от заполнителя к облицовочным пластинам.

Рисунок 9 – Структура «сэндвичевого» (сотового) КМ: 1 – обшивка; 2 - адгезионный слой; 3 – заполнитель [16]

Такую конструкцию обычно рассматривают как двутавровую балку, одна из горизонтальных пластин которой «работает» на сжатие, а другая - на растяжение. Сотовый заполнитель, связывающий пластины, аналогичен вертикальной полке двутавровой балки, «работает» на сдвиг и повышает изгибную жесткость. Эффективность сотовых конструкций демонстрируется данными, приведенными в таблице 3 для конструкций различной толщины (рис. 10).

Таблица 3 – Свойства «сэндвичевых» (сотовых) КМ различной

толщины из алюминия [16]

Показатель

Толщина

t

2t

4t

Жесткость, кг·см2/см

1822

13 933

71 004

Относительное изменение жесткости

1,0

7,4

39,0

Объемная плотность, т/м3

0,029

0,030

0,031

Относительное изменение плотности

1,00

1,03

1,06



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Схожі:

Композиционные материалы iconМетодические указания к выполнению студентами лабораторного практикума по дисциплинам «Теория процессов и формирования напыленных покрытий» для специальности 090103 и «Композиционные и порошковые материалы и покрытия» для специальности 090401
«Теория процессов и формирования напыленных покрытий» для специальности 090103 и «Композиционные и
Композиционные материалы iconКомпозиционные материалы на основе модифицированной коры сосны
Фгбоу впо «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», 656038, Российская Федерация, Алтайский край,...
Композиционные материалы iconМеждународная научно-практическая конференция «композиционные материалы повышенной долговечности для строительства»
Содержание доклада объемом до 5 стр на одном из языков: русском, украинском или английском, оформленного согласно требованиям, приведенным...
Композиционные материалы iconТезисы международной научно-технической конференции «Функциональные и композиционные материалы»
Збірка доповiдей VІ міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів «Охорона навколишнього середовища та раціональне використання...
Композиционные материалы iconТребования к оформлению материалов в сборнике трудов конференции материалы до четырех полных страниц
Материалы до четырех полных страниц разместить на белой бумаге формата А4 (210х297) с полями 25 мм со всех сторон. Страницы не нумеровать....
Композиционные материалы iconДокументи
1. /Уч материалы/стр 1-62 Часть 1.doc
2. /Уч...

Композиционные материалы iconСумский государственный университет учебно-методические материалы
Учебно-методические материалы по развитию связной речи для студентов подготовительного отделения цмо / Составители: Е. А. Голованенко,...
Композиционные материалы iconОбъемно-планировочные решения зданий
Их сочетание определяет характер архитектурной композиции. Различают три основные композиционные системы, которые закладывают в основу...
Композиционные материалы iconПравила оформления материалов
Оргкомитет оставляет за собой право отклонять материалы, не соответствующие условиям конференции за стилистикой и содержанием или...
Композиционные материалы iconГосударственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда пожаровзрывоопасность веществ и материалов
Настоящий стандарт распространяется на простые вещества, химические соединения и их смеси в различных агрегатных состояниях и комбинациях,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи