Робота 2
Ознайомитися з методами визначення найважливіших характеристик міцності властивостей неметалічних матеріалів.
Визначити межу міцності при розтягуванні і ударну в'язкість різних пластмас і кераміки.
Визначити питому міцність випробуваних матеріалів і порівняти з іншими конструкційними матеріалами.
Завчити таблицю основних механічних властивостей матеріалів.
Усвідомити поняття, побудувати ікдікатріссу анізотропії оболонок з композиційних матеріалів і пояснити вплив типу і розташування волокнистого наповнювача на цю характеристику.
Побудувати графіки, усвідомити характер температурної залежності міцності і роботи руйнування пластиків
Механічні властивості конструкційних матеріалів оцінюються і порівнюються в першу чергу за межі міцності при розтягуванні р, сжатіісжт, ізгібеізг. вимірюваних в МПа, а для деталей, що працюють при динамічному навантаженні, - по ударної в'язкості КС (кДж / м 2 або кгс / см 2).
При оцінці поведінки неметалічних матеріалів під навантаженням велику роль відіграє також залежність деформацій матеріалу від напруги, яка характеризується модулем пружності E (МПа).
Механічні властивості полімерних і композиційних матеріалів пов'язані з їх складом і будовою, вони залежать від:
виду і структури наповнювача (порошки, газові включення, дискретні волокна, розташовані хаотично, безперервні волокна, орієнтовані в обраному напрямку, тканини різного переплетення і ін.).
типу сполучного, яке передає навантаження на волокна наповнювача, забезпечує монолітність і форму виробу. Воно також визначає теплостійкість (Траб.мах матеріалу).
адгезії (прилипання) пов'язує і наповнювача.
методу і режиму виготовлення пластмаси.
При пористом сполучному і поганої адгезії до наповнювача міцність композитів невисока, тому треба застосовувати епоксидні і поліімідние смоли.
Для ненаповнених органічних полімерних матеріалів з лінійною і сітчастою структурою межа міцності і модуль пружності в порівнянні з металами дуже низькі і лежать в межах 10-150 і 500-5000 МПа відповідно.
Для підвищення механічних властивостей пластмас вводять зміцнюючі наповнювачі (таблиця 1 до лаб. Роб. 1).
Вироби з пресових порошків (карболіту) (рис. 1а) по міцності практично не відрізняються від чистих полімерів. Ці деталі - ізотропні, несилові, переважно електроізоляційного і декоративного призначення.
При неорганічних наполнителях і теплостійкому (наприклад, кремнийорганическом або поліімідного) сполучному вони характеризуються високими робочими температурами до 300-500C.
Мал. 1 Структура пластмас і композиційних матеріалів (сполучна умовно
а - порошкові пластики; б - неорієнтовані Волокніту (розташування волокон хаотичне); в - шаруватий пластик гетинакс; г - шаруватий пластик стеклотекстолит; д - композиційний матеріал, однонаправленно армований; е - композиційний атеріал, перехресно (ортогонально) армований системою двох ниток; ж - композиційний матеріал, армований в обсязі системою чотирьох ниток (I-IV); з - композиційний матеріал для обтекателей, армований системою трьох ниток (I-III).
Волокнисті хаотично розташовані наповнювачі (рис. 1б) підвищують переважно ударну в'язкість смол - зв'язуючих.
Листові наповнювачі у вигляді паперу (гетинакс), тканини (текстоліт) самі по собі мають порівняно високу міцність (рис. 1 в, г). Наповнювач несе основне навантаження, і міцність пластику залежить від сорту паперу або тканини.
Композиційні матеріали. що складаються з полімерної матриці, зміцненої орієнтованими високоміцними волокнами, наприклад скловолокном, волокнами бору і вуглецю або полімерним (арамідних) волокном.