Технология производства композитных изделий

Глава I. Композиты как конструтцюппые материп.'ил где Од и о,. - разрушающее напряжение армирующих волокон и связующего соответственно; V.^ - объемная доля волокон. Однонаправленное армирование волокон обеспечивает наибольшую удельную прочность для конструкции, работающей в условиях одноосного нагружения. В то же время в перпендикулярном направлении прочность материала незначи­ тельна, так как определяется только механическими свойствами матрицы. Армирование в ортогональных направлениях (рис. 1,4,6) обеспечивает ра­ циональное восприятие нагрузки, действующей в разных направлениях. При наличии сдвигающих усилий (рис.!.4,б) целесообразно выбрать схему армирования, включающую волокна, ориентированные под углом к оси изде­ лия. Основной принцип, которым руководствуются при выборе схемы армиро­ вания, состоит в том, чтобы в наибольшей мере совместить поле действуюишх напряжений с направлением укладки арматуры. Прочность материала в значительной степени зависит также от доли арма- туры в общем объеме материала. При использовании монолитных волокон Ni круглого сечения (типичные армирующие наполнители) показатели механиче- ских свойств однонаправленного материала достигают максимума при Кд = 0,65-г 0,7 . Повысить объемную долю наполнителя до 0,85 удается при ис- \ пользовании профильных волокон, после чего прочность материала начинает в большей степени зависеть от прочности сцепления на границе волокно — свя- {•^зующее. Различные профили армирующих волокон показаны на рис. 1.5 [20], К Рис.1,5. Формы сечений армирующих волокон Искривление волокон в изделии, например, из-за тканой структуры тканей, приводит к неодновременному включению их в работу и, соответственно, к разионапряженности, что вызывает снижение прочности и жесткости материа­ ла. В связи с этим можно предположить, что армирование ровингом обеспечи­ вает большую прочность, чем армирование тканями.