Разрывной прочности

Широко применяются в качестве конст-рукц. материалов химич. волокна. Многие химич. волокна по сравнению с природными (хлопок, шерсть, шелк) обладают более высокой разрывной прочностью, эластичностью, малой усадкой, устойчивостью к многократным деформациям, истиранию, стойкостью к агрессивным средам, низкой гигроскопичностью и повышенной теплостойкостью.

ПРЯЖА — крученая нить, получаемая из сравнительно коротких волокон с помощью процесса прядения. П. может быть однородной (хлопчатобумажная, шерстяная, льняная, шелковая) и смешанной (полушерстяная из шерсти и хлопка или из шерсти со штапельным волокном, шерстяная с добавлением лавсана пли капрона, хлопчатобумажная с капроном и т. п.). П. производится из полноценных волокон и из отходов текстильного произ-ва (очесы, угары, обраты). Вигоневая П. вырабатывается из хлопковых отходов с прибавлением небольшого количества отходов шерсти. Различают П. для ткацкого произ-ва, для трикотажа, для швейных ниток, для шнуров и канатов, для рыболовных сетей и т. п., отличающихся по внешнему виду, физико-механич. св-вам и по способу выработки. П., применяемая для основы при изготовлении ткани, должна быть более прочной и гладкой, чем П. для утка, к-рая должна иметь большую мягкость и пористость. Внешний вид и жесткость П. в значительной степени зависят от ее крутки; для трикотажного произ-ва применяют более пологую крутку, чем для основной П. при изготовлении тканей. П. для ниточного произ-ва должна обладать высокой разрывной прочностью и хорошей равномерностью по тонине. П. может быть однонп-точной или состоять из нескольких скрученных между собой нитей (крученая П.). Тонина П. характеризуется метрич. номером — отношением длины П. в метрах к весу ее в граммах; чем выше метрич. номер, тем тоньше П. Крученая П. из одного и того же номера одиночной П. обозначается дробью, в числителе к-рой указывается номер одиночной пряжи, в знаменателе — число нитей из этого номера. П. №12/6 изготовляется из одиночной П. № 12, скрученной в шесть концов. Номер крученой П. приблизительно равен номеру одиночной, разделенному на число сложений, т. е. в приведенном выше случае он будет равен 2. Метрич. номер корда из хлопчатобумажной пряжи № 37, скрученной в 5, а затем в 3 сложения, будет 37 : (5-3) ^=2,5.

Триацетатные, обладающие высокими электроизоляц. св-вами, хорошей влагостойкостью, удовлетворительной разрывной прочностью, но малой прочностью на надрыв и малым удлинением при разрыве. По нагревостойкости относятся к классу А (105°). Производятся слабопластифицированные триацетатные пленки толщиной 0,07 и 0,04 мм. Основное применение —• для пазовой изоляции электродвигателей со всыпной обмоткой в виде иленкокартона. Выпускается также пластифицированная пленка толщиной0,025 мм, применяемая для изоляции монтажных проводов, а также обмоточных проводов прямоугольного сечения для катушечных обмоток асинхронных электродвигателей мощностью свыше 100 кет.

Пластмассам не свойственно наличие зависимости между твердостью и разрывной прочностью, характерной для некоторых металлов. Твердость их невысока (за исключением некоторых специальных типов высоконаполненных пластиков).

Проволока класса I по ГОСТ 9389—75. Обладает высокой разрывной прочностью, но пружины, изготовленные из нее, при т3> 0,32ов в силу больших внутренних напряжений, возникающих в проволоке при волочении и навивке, склонны к большим остаточным деформациям. Такое же явление наблюдается и при РО> v , независимо от применения операции аневоливания

Кавитация жидкостей. В непосредственной связи с рассмотренной выше разрывной прочностью жидкости и упругостью насыщенных ее паров находится кавитация, под которой понимается местное выделение из жидкости газов и паров (вскипание жидкости) с последующим разрушением (конденсацией и смыканием) выделившихся парогазовых пузырьков (каверн), сопровождающимся местными гидравлическими микроударами высокой частоты и большими забросами давления.

Приведенные соотношения между разрывной прочностью, пределом текучести, скоростью и затуханием УЗ-звука подтверждены экспериментально. Как и ожидалось, значительные изменения К1С слабо влияют на скорость звука. Однако разрывная прочность, предел текучести и

Измерения на сталях и титановом сплаве показали, что обратная пропорциональность между разрывной прочностью и пределом текучести лучше аппроксимируется полученной из выражения (7.4) формулой

Чем больше эластичность ленты, тем шире возможности ее успешного применения для обработки фасонных поверхностей и труднодоступных мест. Лента тем эластичнее, чем меньше толщина слоя клея. При выборе ленты необходимо учитывать показатели эластичности наряду с разрывной прочностью, износостойкостью, удлинением и режущей способностью.

Максимуму на кривой соответствует предел текучести оу и деформация (удлинение) при пределе текучести ъу. Конец кривой отвечает разрушению материала, которое характеризуется разрушающим напряжением при растяжении (разрывной прочностью) аь и относительным удлинением при разрыве ей. Эти показатели находят из диаграмм напряжение — относительная деформация, в то время как экспериментально обычно получают диаграммы нагрузка — абсолютное удлинение (абсолютная реформация). Следовательно, экспериментальные данные требуют пересчета для построения диаграммы напряжение — относитель-

Деформационно-прочностные свойства диблок-сополимеров (А — АААВВВ — В) отличаются от свойств триблок-сополимеров (А — АААВ — ВВВ — ВААА — А). Триблок-сополимеры обладают более высокой разрывной прочностью по сравнению диблок-сополимерами, если эластичная фаза В находится в избытке и образует непрерывную фазу, в которой распределена жесткая фаза А. Причина этого ясна из рис. 5. 20.. Оба типа сополимеров представляют собой эластичную фазу с диспергированной в ней

В работах [54, 83] описаны образцы, представленные на рис. 8, б, в которых волокна ориентированы в двух направлениях. Такой образец в некотором отношении подобен бесконечному широкому образцу и обеспечивает высокие значения разрывной прочности, так как нагрузка на все волокна передается прямо в районе захватов.

Уже на ранней стадии применения стеклопластиковых намоточных конструкций стало ясно, что для исследования свойств их материала нельзя использовать плоские образцы. В лаборатории Naval Ordnance Laboratory (NOL) было предложено испытывать кольцевые образцы, отрезаемые от намотанных труб [66]. Растягивающая нагрузка первоначально передавалась на кольцо с помощью полудисков (рис. 10, а). Различные варианты этого способа описаны Фридом [70]. Однако прочность на растяжение, определяемая на NOL-кольцах с помощью полудисков, оказалась существенно ниже разрывной прочности труб, нагруженных внутренним давлением (см., например, работу [47]). Поэтому NOL и другие лаборатории разработали способы нагружения колец внутренним давлением (рис. 10, б). Прочность на растяжение, определяемая этим способом, оказалась выше; это показано в работах [41, 47].

шаются от растяжения в слабом сечении у краев шайб во всех случаях, за исключением эпоксидных боропластиков [±45/04]2s+ + шайбы, в котором разрушался от двойного среза стальной болт диаметром 5 мм. Такие соединения разрушались при нагрузках, составляющих 71% от разрывной прочности эпоксидного боро-пластика и 79% от прочности эпоксидного стеклопластика. Таким образом, при некотором проигрыше в массе несущая способность стандартного соединения существенно возрастает.

В этом случае хрупкая фаза представлена в достаточном количестве, и поэтому при разрушении сама матрица не может выдержать нагрузку. Прочность композита определяется прочностью хрупких частиц или поверхности раздела между частицами и матрицей, в особенности сопротивлением возникновению разрушения. Разрушение происходит при нагрузке, которая выше предельной нагрузки для композита, определяемой пределом текучести матрицы, но ниже предельной нагрузки, соответствующей пределу прочности матрицы. Эффективный предел текучести матрицы увеличивается вследствие пластического стеснения, налагаемого жесткими частицами на пластичную матрицу. Степень стеснения увеличивается с увеличением уровня напряжений до значения разрывной прочности частиц [20].

Прочность существенно зависит от размера испытуемых образцов, увеличиваясь с уменьшением размеров. В качестве примера на рис. 2.20 показана зависимость разрывной прочности <тр пленок из жесткого и эластичного полимеров от их толщины. При уменьшении толщины жестких пленок от 150 до 25 мкм прочность их возрастает примерно в 4 раза. На рис. 2.21 приведена схема, показывающая зависимость разрывной (<тр) и длительной (<тт) прочности от толщины пленок h. Предположим, что в таких пленках созданы напряжения ствп, не зависящие от толщины пленок. Результат действия этих напряжений на пленки различной толщины существенно различен. Для тонких пленок толщиной h Я2 (область ///) не будут выдерживать даже кратковременного напряжения ствн. Отсюда следует важный вывод: во всех случаях, когда это возможно, следует пользоваться пленками как можно меньших толщин. Это тем более важно, что уровень

Основа хлопчатобумажной Т. к. изготовляется из наиболее доброкачеств. тонковолокнистого хлопка с длиной волокна 35—39 мм и разрывной длиной 32—35 км; для Т. к. ЗТ и 23Т используют средневолокнистый хлопок с разрывной длиной 24—25 км. Первая крутка хлопчатобумажной Т. к. (800 кручений на 1 м) производится мокрым способом, вторая (400 кручений) — сухим. Длина куска Т. к. 180 и 360 м. Заправочные данные хлопчатобумажной Т. к. даны в табл. 1 (при испытании на усталостную прочность нити основы приведенных в табл. 1 Т. к. должны выдерживать до обрыва не менее 900 циклов). Для изготовления автомобильных и авиационных шин применяют капроновую Т. к. с основой из нитей капронового корда и утком из одиночной хлопчатобумажной пряжи. Широко используют вместо хлопчатобумажной Т. к. вискозную Т. к,, обладающую более высокой прочностью, более тонкую при равной разрывной прочности, что позволяет снизить толщину каркаса покрышки, тем самым увеличить ее долговечность, улучшить изгибоустойчивость и снизить тепловыделение. Вискозная Т. к. изготовляется ив супер- и супер-супервискозы, по основе из вискозной кордной нити, по утку — из хлопчатобумажной пряжи.

Лит.: Гаврилов А. М., Констант и-нов А. С., Текстильные материалы в самолетостроении, М., 1940; Справочник по машиностроительным материалам, т. 4, М., 1960; Указатель государственных стандартов, М., 1964; Потапова Л. В., Оценка разрывной прочности тканей методом продавливания воздухом, «Изв. высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности», 1959, № 5.

Рис. 7-1. Зависимость разрывной прочности материалов от температуры.

Температурная зависимость разрывной прочности. В титане,

разрывной прочности материала при наличии на границах гидрида

жений разрывной прочности ap= ys/2a обеспечивает титану высо-