Прочность стержневых

Прочность стеклопластиков, применяемых для изготовления корпусов судов, проверяют акустическим импульсным методом. При этом измеряют два параметра материала — скорость звука с и коэффициент затухания а. Искомую прочность оценивают по формуле

зывает существенного влияния на степень поглощения энергии удара. Ударная прочность стеклопластиков оказалась больше прочности боро- и углепластиков. Новак и ДеКрессенте проанализировали механизм поглощения энергии при вырывании волокон и расслоении материала и заключили, что ударная прочность характеризуется площадью области, лежащей под диаграммой деформирования.

* Прочность стеклопластиков в статическом аспекте с использованием распределения Вейбулла детально рассмотрена в книге Я. Немец, С. В. Се-ренсен, В. С. Стреляев. Прочность пластмасс. Под ред. С. В. Серенсена. М., «Машиностроение», 1970, 335 с. (Прим. ред. пер.).

Прочность стеклопластиков, полученных подобным образом, иногда бывает выше по сравнению с прочностью слоистых материалов, которые упрочнены стеклотканью, обработанной аппретом 14. Этот аппрет, по-видимому, представлял собой хромовые комплексы.

Попытки установить корреляцию между эксплуатационными характеристиками армированных пластиков и основными положениями химии поверхностных явлений оказались безуспешными. Адгезия красок, каучуков и герметиков к поверхности минеральных веществ и прочность стеклопластиков (особенно после выдержки в воде) очень слабо зависят от контактных углов смачивания, поверхностного натяжения адгезива, наличия непрочных пограничных слоев, морфологии и химии поверхности минеральных наполнителей и других важных факторов. Вполне вероятно, что при оценке адгезионных свойств по механическим характеристикам композитов могут использоваться отдельные параметры или их сочетания, которые оказываются несущественными при рассмотрении адгезии полимерных цепей на молекулярном уровне.

Повышение поверхностной энергии волокна, по-видимому, связано с наличием на его поверхности кислородсодержащих групп, о чем свидетельствуют кислая реакция поверхности и увеличение на ней количества атомов углерода, которые, вероятно, соединяются с кислородом воздуха, образуя группы с высокой реакционной способностью. Кроме того, Форест [35] 'показал, что механические свойства высокопрочных углепластиков лри высокой температуре ухудшаются под воздействием внешней среды в течение нескольких месяцев. Согласно результатам исследований Бонка и Титселя [18], прочность стеклопластиков при комнатной температуре уменьшается вследствие старения в теплой влажной атмосфере. Влияние старения на прочность волокнистых композитов йоДробйб рассматривается в разд. III.

В начале 50-х годов начали проводиться работы по изысканию способов предотвращения снижения прочности стеклопластиков на сдвиг и изгиб после кипячения в воде. В результате было разработано несколько защитных материалов, известных как покрытия, или аппреты. Они оказались чрезвычайно эффективными и позволили повысить прочность стеклопластиков при комнатной температуре непосредственно после изготовления и стабилизировать ее при 'комнатной температуре после увлажнения, (табл. 18 и 19). Силановая обработка стеклянных волокон способствовала упрочнению адгезионной связи на поверхности раздела в стеклопластиках [53, 54, 77, 94]. Были разработаны также способы предотвращения деструкции под действием воды композитов на основе волокон бора и карбида кремния. Установлено, что после окисления воло-

В табл. 28 приведено изменение прочностных характеристик во влажной среде для стеклянной ткани, обработанной аппретом (без смолы), и стеклянной ткани, покрытой смолой и аппретом. Прочность стеклопластика с аппретированными тканями после выдержки при 38 °С на воздухе с относительной влажностью 95% в течение 12 недель снижается примерно на 8% (до обработки она составляла 56 кгс/мм2, после обработки 51,1 кгс/мм2). Прочность стеклопластиков с тканями, пропитанными смолой и аппретом, после воздействия влажной атмосферы уменьшается примерно на

Предел прочности при растяжении. Основным фактором, определяющим прочность стеклопластиков, является качество и тип волокон упроч-нителя. Влияние на прочность количества стекловолокон в полиэфирной матрице показано на рис. 3. Наклон кривой для материала, армированного стеклотканью, очень крутой — предел прочности увеличивается от 12,6 до 45,5 кгс/мма (т. е. в 3,6 раза) при увеличени-и содержания стеклянных волокон от 27 до 67 % (т. е. в 2,5 раза). Кривые для материала, упрочненного стеклотканью, нельзя считать точными, поскольку здесь не учитывалось точное расположение волокон в стеклоткани.

Вертолеты, гидропланы. Высокая удельная прочность стеклопластиков подтверждает целесообразность применения их для самолетов с высокими летными характеристиками — вертолетов и гидропланов. В частности, вопросами применения этих материалов в морской авиации занимались в Великобритании. Однако алюминий еще преобладает в этой области техники, поскольку большинство изготовителей таких транспортных средств с предвзятостью относятся к алюминию, считают его почти единственным материалом, подходящим для этих целей. Одной из причин, замедляющих применение материалов из стеклопластиков, является горючесть.

Фурановые смолы. Наиболее важной особенностью фурановых смол является их стойкость к воздействию растворителей, таких, как ацетон, бензин, четыреххлористый углерод, этиловый спирт, сероуглерод, хлороформ, жирные кислоты, метилэтилкетон, толуол, ксилол и многие другие, которые быстро разрушают полиэфиры или эпоксидные смолы. Фурановые смолы также обладают хорошей стойкостью к воздействию кислот и щелочей. Они не поддерживают горения, а показатель распространения пламени при испытании в трубе на огнестойкость составляет менее 20. Фурановые смолы в сочетании с полиэфирными слоистыми пластиками наиболее выгодно использовать в строительстве жилых зданий. Хотя прочность слоистых пластиков на основе фурановых смол ниже, чем максимальная прочность стеклопластиков на основе других связующих, они могут быть использованы для изготовления коррозионно-стойких трубопроводов низкого давления или канализационных труб. Использование фурановых смол для текущего ремонта оборудования на заводе оставляет желать лучшего. Низкая скорость отверждения не позволяет обеспечить быстрый процесс формования.

Набор приведенных в данной главе процедур математического обеспечения алгоритмов расчета на прочность стержневых систем можно рассматривать как пакет прикладных программ модульной структуры. Каждая процедура этого пакета выполняет впрлне определенные специфические функции и является отдельным исходным модулем, написанным на алгоритмическом языке PL/I в системе ОС ЕС.

Аналогичным образом компилируются, редактируются и размещаются в индивидуальной библиотеке загрузочных модулей LIB03 остальные исходные модули из пакета процедур математического обеспечения алгоритмов расчета на прочность стержневых систем, тексты которых приведены в настоящей главе.

После того, как процедуры математического обеспечения размещены в индивидуальной библиотеке загрузочных модулей LIB03, можно составить управляющую программу, предназначенную для расчета на прочность стержневых систем

работку. Прочность стержневых ящиков из

В этом разделе в компактной форме изложены основные положения механики материалов и конструкций, что позволяет провести обоснованный анализ напряженно-деформированного состояния и выполнить инженерный расчет конструкционной прочности. Приведены основные понятия теории надежности конструкций, расчеты на прочность стержневых элементов, а также пластин и оболочек. Вторая часть раздела изложена в соответствии с действующими нормативными материалами, государственными стандартами, многолетним инженерным опытом расчетов на прочность теплотехнического оборудования. Приводятся рекомендации по выбору основных конструктивных размеров сосудов и аппаратов, труб и трубопроводов.

9.2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

9.2. Расчет на прочность стержневых элементов конструкций................. 404