Проектирование конструктивных элементов изделий из слоистых пластиков.
Свойство слоистых пластиков - анизотропия(раличие свойств по направлению: продольное направление - одни свойства, поперечное - другие) их механических свойств. Поэтому изделия из таких пластмасс должны нагружаться главным образом в направлении их максимальной прочности. Также нужно учитывать, что слоистые пластики по стоимости намного дороже традиционных конструкционных материалов, поэтому необходимо в максимальной степени использовать их возможности. При создании изделий из армированных пластиков надо по возможности избегать нагруженная изделий в направлении перпендикулярно слоям либо на сдвиг с силами, действующими в плоскости слоев. Выгоднее всего обеспечить приложение силы в направлении ориентации слоев пластика, либо перпендикулярно к ним.
Прочность слоистых пластиков сравнима с прочностью конструкционных сталей, но модуль упругости у них значительно ниже. Это необходимо учитывать в первую очередь при конструировании изделий от которых требуется достаточно большая жесткость. Также следует учитывать, что гибкие конструкции из слоистых пластиков могут терять свою устойчивость значительно раньше, чем будет исчерпана прочность материала. Поэтому при конструировании конструктивных элементов, которые должны работать на изгиб, очень важно предусмотреть, чтобы направление нагрузки сопадало с направлением максимального модуля упругости. Толщина стенок оказывает существенное влияние на возникновение внутреннего напряжения внутри изделия. В соответствующих случаях можно усиливать такие стенки рёбрами жёсткости. Переходы толщин стенок должны быть плавными и необходимо избегать резких переходов формы. Концентрация напряжений в элементах конструкции из словесных пластиков опасна, так как резерв пластичности этих материалов очень небольшой и обнаруживается при растяжении в направлении близким к углу 45 градусов относительно осей упругой симметрии, в других направлениях практически не существует. Опасность влияния концентрации напряжений на прочность изделий из слоистых пластиков усиливается дефектами структуры материала (пузырьки воздуха, избыток/недостаток связующего полимера). Значительное увеличение концентрации напряжений в элементах конструкций может возникнуть при резком при резком увеличении числа слоев армирующий веществ. Этого можно избежать путём постепенного уменьшения длины слоев.
Данный приём используют в клеевых соединениях. Также это соблюдается при армировании углов. Наиболее выгодным способом соединение элементов из слоистых пластиков является склеивание. Для этого требуется качественная обработка поверхностей склеиваемых деталей. Также часто требуются сложные приспособления для склеивания. По возможности необходимо избегать нарекания резьбы в слоистых пластиках. Резьбовой соединения в этих материалах применяются только тогда, когда это даёт большое конструктивное упрощение. Не рекомендуется нарезать резьбу с осью направлений слоев. Винты способствуют расслоению материала и более того прочность такогосоединения очень слаба. Во многих случаях при использовании слоистых пластиков в качестве соединительных элементов выгодно применять винты и заклёпки. Отверстия для винтов и заклепок должны находиться на достаточном расстоянии от кромок изделия.
Отверстия для винтов можно либо высверливать, либо выполнять при ворсовании пластика. Целесообразность применения того или иного способа зависит от конкретных условий: от величины нагрузки, внешней среды и так далее).
Лекция 15.12