Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие 700470.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
10.08 Mб
Скачать

Механические испытания образцов полимерных композиционных материалов

Е.В. Кулакова, О.А. Караева, Д.В. Полухин, М.Ю. Воскобойник

НВЛ «Композиционные материалы»

Предел прочности при растяжении, сжатии и при сдвиге – это одни из основных показателей материалов, используемых в самолетостроении. Поэтому важную роль в этой области занимает изучение механических свойств полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Для исследования механических свойств, на основе углеродной однонаправленной ленты УОЛ-300Р и эпоксидного связующего Т-6815, были получены образцы прямоугольной геометрической формы (таблица), в соответствии с технологией получения ПКМ. Механические испытания проводились при температуре 22 0С по методике, соответствующей ГОСТ 12423-66 «Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)».

Исследования образцов на сжатие в направлении 00 и 900 проводились на установке Instron 5982. Нагрузка, подаваемая на образец, постепенно увеличивалась, вплоть до его полного разрушения.

Эксперимент на растяжение в направлении 00 проводился с использованием экстензометра модели 2630-111 на оборудовании Instron 5985. К образцам были предварительно приклеены накладки. В ходе эксперимента регистрировалась максимальная нагрузка Fмакс, предшествующая разрушению образца. Аналогично проводились испытания образцов на растяжение ПКМ в направлении 900 на установке Instron 3345.

Исследования ПКМ на сдвиг в плоскости проводились на оборудовании Instron 5985 с использованием экстензометра модели I3560-BIA-025M-010-ST. Образец устанавливался в захватах испытательной машины так, чтобы его продольные оси совпали с прямой, соединяющей точки крепления захватов в испытательной машине. Нагрузка, подаваемая на образец, повышалась равномерно до его разрушения.

Изучение образцов ПКМ на межслоевой сдвиг проводились на оборудовании Instron 5985. Испытываемый образец устанавливали между опорами в специальное приспособление по ASTM D 2344. Увеличение нагрузки проводилось равномерно до тех пор, пока подвижная часть разрывной машины, создающая нагрузку на образце, не прошла расстояние, равное толщине образца.

Результаты, полученные в ходе механических испытаний образцов ПКМ, представлены в таблице.

п\п

Название испытания

Геометрические параметры образца, мм

Максимальная

Нагрузка (кН)

Предел прочности

(МПа)

1.

Сжатие ПКМ в направлении 00

76*12,7

39,42

1426,32

2.

Сжатие ПКМ в направлении 900

76*12,7

7,60

287,90

3.

Растяжение ПКМ в направлении 00

250*15

35,25

1 743,14

4.

Растяжение ПКМ в направлении 900

250*25

3,00

53,14

5.

Сдвиг в плоскости ПКМ

250*25

7,30

90,33

6.

Межслоевой сдвиг ПКМ

40*12

6,21

97,02

Данные, полученные в ходе эксперимента, полностью удовлетворяют нормативным значениям максимальной нагрузки и предела прочности материалов, используемых в авиастроении. Исходя из этого, можно сделать вывод, что полученный материал пригоден для использования в этой отрасли.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках госзаказа № 3.8548.2013 «Модификация полимерных связующих и разработка технологических процессов изготовления деталей из полимерных композиционных материалов безавтоклавным методом».

УДК 538.9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]