Изведба и анализа на композитни материјали од стаклени влакна

Во споредба со челикот, композитните материјали засилени со стаклени влакна имаат полесен материјал и густина помала од една третина од онаа на челикот.Меѓутоа, во однос на цврстината, кога напрегањето ќе достигне 400 MPa, челичните шипки ќе доживеат напрегање, додека цврстината на истегнување на композитните материјали од стаклени влакна може да достигне 1000-2500 MPa.Во споредба со традиционалните метални материјали, композитните материјали од стаклени влакна имаат хетерогена структура и очигледна анизотропија, со посложени механизми за дефект.Експерименталните и теоретските истражувања под различни типови оптоварувања можат да обезбедат сеопфатно разбирање на нивните механички својства, особено кога се применуваат во области како што се националната одбранбена опрема и воздушниот простор, што бара длабинско истражување на нивните карактеристики и механички својства за да се задоволат нивните потреби во околина за користење.

Следното ги воведува механичките својства и анализата по оштетувањето на композитните материјали од стаклени влакна, обезбедувајќи насоки за примена на овој материјал.

(1) Карактеристики на истегнување и анализа:

Истражувањата покажаа дека механичките својства на композитните материјали со епоксидна смола засилени со стаклени влакна покажуваат дека цврстината на истегнување во паралелна насока на материјалот е многу поголема од онаа во вертикалната насока на влакното.Затоа, при практична употреба, насоката на стаклено влакно треба да се одржува што е можно поконзистентна со насоката на истегнување, целосно искористувајќи ги неговите одлични својства на затегнување.Во споредба со челикот, цврстината на истегнување е значително поголема, но густината е многу помала од онаа на челикот.Може да се види дека сеопфатните механички својства на композитните материјали од стаклени влакна се релативно високи.

Истражувањата покажаа дека зголемувањето на количината на стаклени влакна додадени на термопластични композитни материјали постепено ја зголемува цврстината на истегнување на композитниот материјал.Главната причина е што како што се зголемува содржината на стаклени влакна, повеќе стаклени влакна во композитниот материјал се подложени на надворешни сили.Во исто време, поради зголемувањето на бројот на стаклени влакна, матрицата на смолата помеѓу стаклените влакна станува потенка, што е поповолно за изградба на рамки засилени со стаклени влакна.Затоа, зголемувањето на содржината на стаклени влакна предизвикува поголем стрес да се пренесе од смолата на стаклените влакна кај композитните материјали под надворешни оптоварувања, ефикасно подобрувајќи ги нивните затегнувачки својства.

Истражувањето на тестовите за истегнување на композитните материјали од незаситени полиестерски влакна од стаклени влакна покажа дека режимот на неуспех на композитните материјали засилени со стаклени влакна е комбинација на дефект на влакна и матрица на смола преку електронска микроскопија за скенирање на затегнувачкиот дел.Површината на фрактурата покажува дека голем број стаклени влакна се извлечени од матрицата на смолата на делот за затегнување, а површината на стаклените влакна извлечени од матрицата на смолата е мазна и чиста, со многу малку фрагменти од смола што се прилепуваат на површината. на стаклените влакна, Изведбата е кршлива фрактура.Со подобрување на интерфејсот за поврзување помеѓу стаклените влакна и смолата, се подобрува способноста за вградување на двете.На затегнувачкиот дел може да се видат повеќето фрагменти од матричната смола со повеќе сврзување на стаклени влакна.Набљудувањето со дополнително зголемување покажува дека голем број матрични смола се врзуваат на површината на извлечените стаклени влакна и претставуваат распоред како чешел.Површината на фрактурата покажува дуктилна фрактура, која може да постигне подобри механички својства.

(2) Изведба и анализа на свиткување:

Беа спроведени тестови за замор при свиткување во три точки на еднонасочни плочи и тела за лиење смола од композитни материјали со епоксидна смола засилена со стаклени влакна.Резултатите покажаа дека вкочанетоста на свиткување на двете продолжи да се намалува со зголемувањето на времето на замор.Сепак, цврстината на свиткување на еднонасочните плочи засилени со стаклени влакна беше многу повисока од онаа на телата за лиење, а стапката на намалување на крутоста на свиткување беше побавна.Имаше повеќе заморни периоди на појава на пукнатини со текот на времето, што покажува дека стаклените влакна имаат зголемен ефект врз перформансите на свиткување на матрицата.

Со воведувањето на стаклени влакна и постепеното зголемување на волуменската фракција, соодветно се зголемува и јачината на свиткување на композитните материјали.Кога волуменската фракција на влакната е 50%, нејзината јачина на свиткување е највисока, што е 21,3% повисока од првобитната јачина.Меѓутоа, кога волуменската фракција на влакната е 80%, јачината на свиткување на композитните материјали покажува значително намалување, што е помало од јачината на примерокот без влакна.Општо се верува дека, ниската јачина на материјалот може да се должи на внатрешни микропукнатини и празнини кои го блокираат ефективно пренесување на оптоварувањето преку матрицата до влакната, а под надворешни сили, микропукнатините брзо се шират за да формираат дефекти, што на крајот предизвикува штета. меѓусебното поврзување на овој композитен материјал од стаклени влакна главно се потпира на вискозниот проток на матрицата од стаклени влакна на високи температури за да ги обвитка влакната, а прекумерните стаклени влакна во голема мера го попречуваат вискозниот проток на матрицата, предизвикувајќи одреден степен на оштетување на континуитетот помеѓу интерфејсите.

(3) Изведба на отпорност на пенетрација:

Употребата на композитни материјали засилени со стаклени влакна со висока цврстина за лицето и задниот дел на реакциониот оклоп има подобра отпорност на пенетрација во споредба со традиционалниот легиран челик.Во споредба со легираниот челик, композитните материјали од стаклени влакна за лицето и задниот дел на оклопот со експлозивна реакција имаат помали резидуални фрагменти по детонацијата, без никаква способност за убивање и можат делумно да го елиминираат секундарниот убиствен ефект на оклопот со експлозивна реакција.