Таблица 1.1
Марка исходного материала | Время предварительного вспенивания tпред. всп, мин | Насыпная плотность , кг/м3 | Вес образца, кг | Диаметр образца, м | Высота образца hо, м | Кажущаяся плотность образца , кг/м3 |
3 | ||||||
4 | ||||||
5 |
Таблица 1.2
№ п/п, tпред. всп | Давление по манометру р, кГс/см2 | Сила Р, Н (р Sп×10) | Высота образца h, мм | Деформация | Напряжение сжатия s, Н/м2 | ||
1
3 мин | 0 | 0 | h 0= | 0 | 0 | ||
4 |
| ||||||
6 |
| ||||||
8 |
| ||||||
10 |
| ||||||
11 |
| ||||||
12 |
| ||||||
14 |
| ||||||
16 |
| ||||||
2
4 мин | 0 | 0 | h 0= | 0 | 0 | ||
4 |
| ||||||
6 |
| ||||||
8 |
| ||||||
10 |
| ||||||
12 |
| ||||||
14 |
| ||||||
16 |
| ||||||
3
5 мин | 0 | 0 | h 0= | 0 | 0 | ||
4 |
| ||||||
6 |
| ||||||
8 |
| ||||||
10 |
| ||||||
12 |
| ||||||
14 |
| ||||||
Таблица 1.3
tпред. всп, мин | Предельное усилие сжатия Рпр или Рс, Н | Условные разрушающие напряжения sсж, sсж(10), МПа | Напряжение при 50%-ной деформации s50сж, МПа | Класс пенопластов по жесткости |
3 | ||||
4 | ||||
5 |
Плотность монолитного полистирола _______кг/м3.
Насыпная плотность полистирола самовспенивающегося _______кг/м3.
Лабораторная работа № 2
Входной контроль армирующих материалов КМ
Цель работы
1. Изучить состав, условия совместимости компонентов и классификацию композиционных материалов.
2. Изучить виды волокон и армирующих материалов, их производство, свойства, маркировку и особенности применения.
3. Изучить содержание входного контроля армирующих материалов и методику определения основных свойств.
4. Определить линейную плотность нити и ленты, поверхностную плотность ткани.
5. Определить диаметр нити и разрывную нагрузку для нее.
6. Определить тип плетения ткани и число нитей в направлении основы и утка на выбранной площадке ткани.
7. Дать оценку невоспламеняемости ткани и ленты.
8. Изучить и выписать в таблицу свойства 3-4 видов тканей.
Содержание работы
Композиционными материалами (КМ) называют материалы, обладающие совокупностью следующих признаков:
|
|
1) наличием в материале двух или более компонентов, существенно различающихся своим составом, геометрической формой, свойствами и разграниченных поверхностью раздела;
2) заранее известным или запрограммированным сочетанием компонентов и их распределением;
3) наличием существенного влияния на свойства КМ каждого из его компонентов;
4) наличием свойств, которыми не обладают компоненты КМ, взятые в отдельности;
5) однородностью состава и структуры в макромасштабе. (Последний признак позволяет исключить из класса КМ биметаллы, детали с покрытиями, сотовые изделия и т.п., являющиеся скорее конструкциями, чем материалами).
Основными компонентами КМ являются матричные и армирующие материалы. Матричные материалы выполняют функцию связующего вещества, они соединяют между собой отдельные армирующие материалы, перераспределяют усилия между ними и фиксируют форму изделия. Армирующие материалы придают КМ необходимые механические свойства.
Армирующие материалы должны обладать высокой прочностью, жесткостью, стабильностью свойств в широком температурном интервале, по возможности, химической стойкостью, малой плотностью и хорошей совместимостью с матричными материалами, в том числе высокой взаимной адгезией.
Армирующие материалы могут использоваться в виде:
а) непрерывных волокон (крученые и некрученые нити, жгуты, ровинги, ровница и др.);
б) коротких волокон в виде порошков, штапельных нитей и др;
в) тканей различного переплетения (полотняного, ситцевого, сатинового, саржевого, трикотажного и др.), лент и др.;
г) нетканых материалов типа матов.
Компоненты КМ должны отвечать следующим условиям взаимной совместимости:
1. Хорошая взаимная адгезия.
2. Отсутствие взаимной растворимости во всем диапазоне температур (при производстве и эксплуатации).
3. Отсутствие химического взаимодействия во всем интервале температур.
4. Примерно одинаковые коэффициенты термического расширения.
5. Жесткость матричного материала должна быть ниже жесткости армирующих материалов.
Положительные свойства композиционных материалов:
1. Высокие показатели конструктивной прочности (удельная прочность и жесткость, износостойкость, коррозионная стойкость, вязкость разрушения, энергия, поглощаемая при распространении трещины, высокая удельная ударная вязкость, повышенная надежность и живучесть при знакопеременных нагрузках).
2. Радиопрозрачность некоторых КМ.
3. Стойкость к агрессивным средам.
4. Немагнитность и высокие диэлектрические свойства некоторых КМ.
5. Рациональное распределение материала в конструкции деталей, узлов и агрегатов, возможность создания равнопрочных во всех сечениях деталей, так как окончательные свойства материала формируются в процессе производства элементов конструкции.
6. Возможность производства крупногабаритных элементов конструкций, уменьшение за счет этого количества механических соединений и снижение веса узлов и агрегатов.
Недостатки композиционных материалов:
1. Низкие физико-механические свойства в неглавных направлениях, особенно низкая межслойная прочность.
2. Низкая твердость и контактная прочность.
3. Склонность к старению (изменение свойств в процессе эксплуатации, как правило, ухудшение).
4. При длительном воздействии значительных нагрузок проявляется ползучесть, текучесть.
5. Трудность переработки и утилизации отходов вышедших из строя деталей, узлов и агрегатов из КМ.
Технологические особенности производства деталей из КМ:
1. В процессе отверждения происходит усадка матричного материала.
2. Возможно выделение вредных веществ.
3. В процессе механической обработки выделяется пыль (особенно вредная борная пыль).
|
|
4. Высокая стоимость исходных материалов и полуфабрикатов.
Особенностью производства изделий из КМ является то, что процессы получения материала с заданными свойствами и изготовление из него деталей и узлов с расчетными характеристиками прочности и определенными показателями качества и надежности технологически совмещены. Поэтому важное значение в структуре технологических процессов приобретает входной контроль всех исходных материалов и компонентов на соответствие стандартам, техническим условиям и производственным инструкциям.