V porovnaní s oceľou majú kompozitné materiály vystužené sklenenými vláknami ľahší materiál a hustotu menšiu ako jednu tretinu hustoty ocele.Pokiaľ však ide o pevnosť, keď napätie dosiahne 400 MPa, oceľové tyče budú vystavené napätiu na prieťažnosti, zatiaľ čo pevnosť v ťahu kompozitných materiálov zo sklenených vlákien môže dosiahnuť 1 000 - 2 500 MPa.V porovnaní s tradičnými kovovými materiálmi majú kompozitné materiály zo sklenených vlákien heterogénnu štruktúru a zjavnú anizotropiu so zložitejšími mechanizmami zlyhania.Experimentálny a teoretický výskum pri rôznych typoch zaťaženia môže poskytnúť komplexné pochopenie ich mechanických vlastností, najmä ak sa aplikujú v oblastiach, ako je vybavenie národnej obrany a letectvo, čo si vyžaduje hĺbkový výskum ich charakteristík a mechanických vlastností, aby uspokojili ich potreby v prostredie používania.
Nasledujúci text predstavuje mechanické vlastnosti a analýzu po poškodení kompozitných materiálov zo sklenených vlákien a poskytuje návod na aplikáciu tohto materiálu.
(1) Ťahové vlastnosti a analýza:
Výskum ukázal, že mechanické vlastnosti kompozitných materiálov z epoxidovej živice vystužených sklenenými vláknami ukazujú, že pevnosť v ťahu v paralelnom smere materiálu je oveľa väčšia ako vo vertikálnom smere vlákna.Preto by pri praktickom použití mal byť smer skleneného vlákna čo najviac konzistentný so smerom ťahu, pri plnom využití jeho vynikajúcich ťahových vlastností.V porovnaní s oceľou je pevnosť v ťahu výrazne vyššia, ale hustota je oveľa nižšia ako u ocele.Je zrejmé, že komplexné mechanické vlastnosti kompozitných materiálov zo sklenených vlákien sú relatívne vysoké.
Výskum ukázal, že zvyšovanie množstva sklenených vlákien pridávaných do termoplastických kompozitných materiálov postupne zvyšuje pevnosť v ťahu kompozitného materiálu.Hlavným dôvodom je, že so zvyšujúcim sa obsahom sklenených vlákien je viac sklenených vlákien v kompozitnom materiáli vystavených vonkajším silám.Súčasne v dôsledku nárastu počtu sklenených vlákien sa živicová matrica medzi sklenenými vláknami stáva tenšou, čo je vhodnejšie pre konštrukciu rámov vystužených sklenenými vláknami.Zvýšenie obsahu sklenených vlákien preto spôsobuje prenos väčšieho napätia zo živice na sklenené vlákno v kompozitných materiáloch pri vonkajšom zaťažení, čím sa účinne zlepšujú ich vlastnosti v ťahu.
Výskum ťahových skúšok nenasýtených polyesterových kompozitných materiálov zo sklenených vlákien ukázal, že spôsob porušenia kompozitných materiálov vystužených sklenenými vláknami je kombináciou zlyhania vlákien a živicovej matrice prostredníctvom skenovacej elektrónovej mikroskopie ťahovej sekcie.Povrch lomu ukazuje, že zo živicovej matrice je na ťahovej časti vytiahnuté veľké množstvo sklenených vlákien a povrch sklenených vlákien vytiahnutých zo živicovej matrice je hladký a čistý, s veľmi malým počtom úlomkov živice priľnutých k povrchu sklených vlákien, Výkon je krehký lom.Zlepšením spojovacieho rozhrania medzi sklenenými vláknami a živicou sa zlepší ich schopnosť zalievania.Na ťahovom reze je vidieť väčšinu fragmentov matricovej živice s väčšou väzbou sklenených vlákien.Ďalšie pozorovanie pri zväčšení ukazuje, že veľké množstvo matricovej živice sa viaže na povrch extrahovaných sklenených vlákien a predstavuje hrebeňovité usporiadanie.Lomová plocha vykazuje tvárny lom, čím možno dosiahnuť lepšie mechanické vlastnosti.
(2) Výkon a analýza ohýbania:
Trojbodové skúšky únavy v ohybe sa uskutočňovali na jednosmerných doskách a telesách odlievaných zo živice z kompozitných materiálov z epoxidovej živice vystužených sklenenými vláknami.Výsledky ukázali, že ohybová tuhosť týchto dvoch sa ďalej znižovala so zvyšujúcim sa časom únavy.Avšak tuhosť v ohybe jednosmerných dosiek vystužených sklenenými vláknami bola oveľa vyššia ako tuhosť liatych telies a miera poklesu tuhosti v ohybe bola pomalšia.V priebehu času sa objavilo viac únavových časov trhlín, čo naznačuje, že sklenené vlákno má zvýšený účinok na ohybový výkon matrice.
So zavedením sklenených vlákien a postupným zvyšovaním objemového podielu sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje aj pevnosť v ohybe kompozitných materiálov.Keď je objemový podiel vlákna 50%, jeho pevnosť v ohybe je najvyššia, čo je o 21,3% vyššia ako pôvodná pevnosť.Keď je však objemový podiel vlákna 80 %, pevnosť v ohybe kompozitných materiálov vykazuje výrazný pokles, ktorý je nižší ako pevnosť vzorky bez vlákna.Všeobecne sa verí, že Nízka pevnosť materiálu môže byť spôsobená vnútornými mikrotrhlinami a dutinami, ktoré blokujú efektívny prenos zaťaženia cez matricu na vlákna, a pod vonkajšími silami sa mikrotrhliny rýchlo rozširujú a vytvárajú chyby, ktoré v konečnom dôsledku spôsobujú poškodenie. spájanie rozhrania tohto kompozitného materiálu zo sklenených vlákien sa spolieha hlavne na viskózny tok matrice zo sklenených vlákien pri vysokých teplotách, aby obalil vlákna, a nadmerné sklenené vlákna značne bránia viskóznemu toku matrice, čo spôsobuje určitý stupeň poškodenia kontinuity medzi rozhrania.
(3) Odolnosť proti prieniku:
Použitie vysokopevnostných kompozitných materiálov vystužených sklenenými vláknami na lícnu a zadnú stranu reakčného panciera má lepšiu odolnosť proti prieniku v porovnaní s tradičnou legovanou oceľou.V porovnaní s legovanou oceľou majú kompozitné materiály zo sklenených vlákien na prednú a zadnú stranu panciera s výbušnou reakciou menšie zvyškové úlomky po detonácii bez akejkoľvek schopnosti zabíjania a môžu čiastočne eliminovať sekundárny vražedný účinok panciera s výbušnou reakciou.
Čas uverejnenia: 7. novembra 2023
