Технология производства композитных изделий

Глсюа 4. Процессы формования тде.тй из IIКМ 104 Усадочные напряжения возникают в волокнах арматуры и связующем вследствие уменьшения объема (усадки) связующего при его отверждении. Воли- чина усадки может изменяться от 2 до 30% в зависимости от природы компаунда. Если между компонентами ПКМ существует прочная адге:)ионная связь, то в связующем возникают растягивающие, а в волокнах сжимающие усадоч­ ные напряжения (рис. 4.26,5), которые частично компенсируют структурные напряжения. Если связующее обладает большой усадкой, 1ю недостаточной пластичностью, то усадочные напряжения могут привести к растрескиванию материала в процессе отверждения, Термические напряжепт обусловлены разностью коэффициентов ли­ нейного расширения арматуры и связующего и неравномерностью распределе­ ния температур в объеме изделия. Как правило, коэффициент линейного рас­ ширения у полимеров выше, чем у волокон арматуры, поэтому при охлаждении в структурных составляющих изделий возникают напряжения, при этом во;юк- на оказываются в сжатом состоянии, а связующее в растянутом (рис.4,26,в). Величина термических напряжений пропорциональна разности коэффициентов линейного расширения матрицы и волокон и градиенту температур, В изделиях из КМ все рассмотренные напряжения суммируются, и мате­ риал находится под действием результирующих напряжений, которые со вре­ менем релаксируют. Приемы уменьшения технологических напряжений Внутренние напряжения отрицательно сказываются на качестве изделия. Они могут привести к значительным изменениям формы изделия (коробле­ нию), растрескиванию материала, уменьшению несущей способности конст­ рукции за счет добавки внутренних напряжений к рабочим напряжениям от внешней нагрузки. Уменьшение технологических напряжений - важная научно-техническая проблема, Требующая глубокого знания процессов, протекающих в материале при формовании. Решение таких задач приводит к рассмотрению сложных ме­ ханических моделей с привлечением современных математических средств решения задач механики. К практическим приемам уменьшения технологических напряжений сле­ дует отнести; - равномерный и медленный нагрев и охлаждение, как правило, по сту­ пенчатому закону; — использование тонкостенной оснастки с коэффицие1Ггом линейного расширения, близким к коэффициенту композита. Такая оснастка не будет стеснять материал в процессе усадки и температурных изменений объема;