Файл: Детали из стеклопластика в судовом машиностроении..pdf

На рис. 30—37 приведены Данные об aHHâofponHH упругих свойств

АСТТ (б)-С2-0 и полиэфирной смолы ПН-3, построенная в полярных координатах. Как следует из рассмотрения поверхности, модуль упругости этого стеклопластика имеет наибольшее значение в на­ правлении основы армирующей стеклоткани (Ех = 1,78-105 кгс/см2),

Рис. 30. Поверхность анизотропии модуля упругости Е х ' для

стеклопластика на основе ткани АСТТ (б)-С2-0 и полиэфирной смолы ПН-3.

несколько меньшее значение в направлении утка стеклоткани (Еу — = 1,3-ІО5 кгс/см2). Значение модуля упругости в диагональном на­ правлении между основой и утком еще меньше (0,7. ІО5 кгс/см2). Наименьшее значение модуля упругости стеклопластик имеет в на­ правлении, перпендикулярном плоскости слоев армирующей стекло­ ткани (Ег = 0,4-105 кгс/см2).

На рис. 31 приведена д и а г р а м м а анизотропии модуля упру­ гости этого же стеклопластика в декартовых координатах. Такое изображение изменения модуля упругости более удобно для прак­ тического использования, так как величина ЕХ' здесь откладывается без искажения по вертикальной оси. На рис. 32 представлена по­ верхность анизотропии модуля сдвига GX'y' ■Здесь вектор, абсолютная величина которого равна модулю сдвига GX'y', т. е. модулю сдвига при действии касательных напряжений вдоль осей х' и у', по пло­ щадкам, перпендикулярным к этим осям, откладывается в направ­ лении оси х \ причем считается, что ось у' не выходит из плоскости ху. Модуль сдвига имеет наибольшее значение при таком расположении

й ф = 0—90й соответствует модулю межслойного сдвига. Следует отметить, что максимальные значения Ех- и GX'y> получены для на­ правлений, повернутых друг к другу на угол 45°.

На рис. 33 и 34 представлены диаграммы анизотропии модулей сдвига GX'y’ и Gx'z’ того же стеклопластика, изображенные в де­ картовых координатах.

SB

Рис. 31. Диаграмма анизотропии модуля упругости

ЕХ ' для стеклопластика на основе ткани АСТТ (б)-С2-0

иполиэфирной смолы ПН-3.

На рис. 35 показана диаграмма анизотропии коэффициента Пуас­ сона f Как видно из рассмотрения диаграммы, коэффициент Пуассона стеклопластика в плоскости армирования (\ьХ’У') изме­

роких пределах, от 0,07 до 0,5. Для других видов стеклопластиков эти пределы могут быть и шире.

Диаграммы анизотропии модуля упругости Ех и модуля сдвига GX'y' стеклопластика марки СТЭР-1 изображены на рис. 36

и 37.

Для рассмотренных видов стеклопластиков изменение упругих свойств имеет общий характер и отличается только абсолютными

84

Рис. 32. Поверхность анизотропии модуля сдвига G*v' Для стекло­ пластика на основе полиэфирной смолы ПН-3 и стеклоткани

марки АСТТ (б)-С2-0.

85

смолы ПН-3 и стеклоткани АСТТ (б)-С2-0.

Рис. 35. Диаграмма анизотропии коэффициента Пуассона ixX ' и ' для стеклопластика на основе полиэфирной смолы

ПН-3 и стеклоткани АСТТ (б)-С2-0.

86

величинами. Анализ характера анизотропии упругих свойств из­ вестных видов стеклопластиков может послужить в дальнейшем основой для выбора материала с необходимыми свойствами и для определения напряженного состояния в конструируемых деталях.

§ 10

Характеристики прочности и демпфирующих свойств

В табл. 14 представлены средние значения пределов прочности при растяжении и сжатии в главных (авх, аву, авг) и диагональ-

ных (авху, овуг, авгх) направлениях для некоторых видов современных стеклопластиков. Данные для намоточного стеклопластика на эпо­ ксидном связующем АЦ-30 и волокне СН-19 взяты из работы [34]. Данные о характеристиках прочности при действии касательных на­ пряжений (при сдвиге) следует рассматривать как ориентировочные в связи с отсутствием единой методики их определения.

На рис. 38—44 приведены данные об анизотропии пределов проч­ ности некоторых типичных стеклопластиков [5].

На рис. 38 и 39 показаны поверхности анизотропии предела проч­ ности при сжатии и при растяжении для стеклопластика холодного отверждения на основе полиэфирной смолы ПН-3 и стеклоткани АСТТ (б)-С2-0, построенные в полярных координатах. Из рисунков видно, что наибольшее значение предела прочности этого вида стекло-

87

пластика имеет место при действии сжимающей нагрузки перпен­ дикулярно плоскости слоев армирующей стеклоткани (Ѳ = 90°, оВг = 2800 кгс/см2). Предел прочности для этого вида стеклопластика при сжатии вдоль основы равен авх = 2220 кгс/см2, а по утку аву — = 1490 кгс/см2. Наименьшее значение предела прочности при сжа­

тии (ot5Xy = 835 кгс/см2) отмечено при Ѳ = 0 и ср = 45°, т. е. в диа­ гональном направлении, лежащем в плоскости армирующей стекло­ ткани. В отличие от предела прочности при сжатии, наименьшее зна­ чение предела прочности при растяжении соответствует направле­ нию растягивающих нагрузок перпендикулярно плоскости слоев армирующей стеклоткани (при Ѳ = 90°, авг = 100 кгс/см2).

88

В то же время предел прочности при растяжении вдоль основы (^вл: = 3000 кгс/см2) и вдоль утка (аву = 2000 кгс/см2) превышает предел прочности при сжатии в этих направлениях.

На рис. 40 показана диаграмма анизотропии предела прочности при срезе (rBX'Z’ ) для стеклопластика на основе полиэфирной смолы

=140 кгс/см2.

Диаграмма анизотропии предела прочности при сжатии для сте­

клопластика СВАМ 15: 1, построенная по данным табл. 14 и пред­ ставленная на рис. 42, отличается меньшей вытянутостью вдоль оси X. Анизотропия прочности при сжатии в плоскости армирова­ ния, как правило, проявляется слабее, чем при растяжении для всех стеклопластиков.

89