Şüşə lifli kompozit materialların performansı və təhlili

Poladla müqayisədə, şüşə liflə gücləndirilmiş kompozit materiallar daha yüngül materiala və poladın üçdə birindən az sıxlığa malikdir.Bununla belə, güc baxımından, gərginlik 400MPa-a çatdıqda, polad çubuqlar məhsuldarlıq stressi yaşayacaq, şüşə lifli kompozit materialların dartılma gücü 1000-2500MPa-a çata bilər.Ənənəvi metal materiallarla müqayisədə, şüşə lifli kompozit materiallar daha mürəkkəb nasazlıq mexanizmləri ilə heterojen bir quruluşa və aşkar anizotropiyaya malikdir.Müxtəlif növ yüklər altında eksperimental və nəzəri tədqiqatlar onların mexaniki xassələrinin hərtərəfli başa düşülməsini təmin edə bilər, xüsusən də milli müdafiə avadanlığı və aerokosmik kimi sahələrdə tətbiq edildikdə, onların xüsusiyyətləri və mexaniki xassələri haqqında dərin araşdırma tələb olunur. istifadə mühiti.

Aşağıda bu materialın tətbiqi üçün təlimat verən şüşə lifli kompozit materialların mexaniki xassələri və zədələnmədən sonrakı təhlili təqdim olunur.

(1) Dartma xüsusiyyətləri və təhlili:

Tədqiqatlar göstərdi ki, şüşə liflə gücləndirilmiş epoksi qatranlı kompozit materialların mexaniki xassələri materialın paralel istiqamətində dartılma gücünün lifin şaquli istiqamətində olandan xeyli böyük olduğunu göstərir.Buna görə də, praktik istifadədə, şüşə lifinin istiqaməti onun əla dartma xüsusiyyətlərindən tam istifadə edərək, mümkün qədər dartılma istiqaməti ilə uyğunlaşdırılmalıdır.Poladla müqayisədə, dartılma gücü əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir, lakin sıxlıq poladdan xeyli aşağıdır.Göründüyü kimi, şüşə lifli kompozit materialların hərtərəfli mexaniki xüsusiyyətləri nisbətən yüksəkdir.

Tədqiqatlar göstərdi ki, termoplastik kompozit materiallara əlavə olunan şüşə lifinin miqdarının artırılması kompozit materialın dartılma gücünü tədricən artırır.Əsas səbəb odur ki, şüşə lif tərkibi artdıqca kompozit materialda daha çox şüşə lifi xarici qüvvələrə məruz qalır.Eyni zamanda, şüşə liflərin sayının artması ilə əlaqədar olaraq, şüşə lifləri arasında olan qatran matrisi nazikləşir ki, bu da şüşə liflə gücləndirilmiş çərçivələrin qurulması üçün daha əlverişlidir.Buna görə də, şüşə lif tərkibinin artması xarici yüklər altında kompozit materiallarda qatrandan şüşə lifinə daha çox stresin ötürülməsinə səbəb olur və onların dartılma xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə yaxşılaşdırır.

Şüşə lifli doymamış polyester kompozit materialların dartılma sınaqları üzrə aparılan tədqiqatlar göstərmişdir ki, şüşə liflə gücləndirilmiş kompozit materialların sıradan çıxma rejimi dartma hissəsinin elektron mikroskopiyası vasitəsilə liflərin və qatran matrisinin birləşməsinin pozulmasıdır.Qırılma səthi göstərir ki, dartılma hissəsindəki qatran matrisindən çoxlu sayda şüşə liflər çəkilir və qatran matrisindən çıxarılan şüşə liflərin səthi hamar və təmizdir, səthə çox az sayda qatran parçası yapışır. şüşə lifləri, Performans kövrək qırıq edir.Şüşə lifləri və qatran arasındakı əlaqə interfeysini yaxşılaşdırmaqla, ikisinin yerləşdirmə qabiliyyəti artır.Dartma hissəsində, şüşə liflərin daha çox bağlandığı matris qatran fraqmentlərinin əksəriyyəti görünə bilər.Əlavə böyütmə müşahidəsi göstərir ki, çoxlu sayda matris qatranı çıxarılan şüşə liflərin səthində birləşir və daraq kimi bir quruluş təqdim edir.Sınıq səthi daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə nail ola bilən çevik qırılma göstərir.

196 qatranının GFRP-nin dartılma hissəsinin SEM fotoşəkilləri

GFRP kopolimer qatranının dartılma hissəsinin SEM fotoşəkilləri

(2) Bükülmə performansı və təhlili:

Şüşə liflə gücləndirilmiş epoksi qatranlı kompozit materialların bir istiqamətli lövhələr və qatran tökmə gövdələrində üç nöqtəli əyilmə yorğunluğu sınaqları aparılmışdır.Nəticələr göstərdi ki, ikisinin əyilmə sərtliyi yorğunluq vaxtlarının artması ilə azalmağa davam edir.Bununla birlikdə, şüşə liflə gücləndirilmiş bir istiqamətli plitələrin əyilmə sərtliyi tökmə gövdələrindən daha yüksək idi və əyilmə sərtliyinin azalması sürəti daha yavaş idi.Zamanla çatların daha çox yorğunluq dövrləri var idi, bu da şüşə lifin matrisin əyilmə performansına gücləndirilmiş təsir göstərdiyini göstərir.

Şüşə liflərinin tətbiqi və həcm fraksiyasının tədricən artması ilə kompozit materialların əyilmə gücü də müvafiq olaraq artır.Lif həcminin payı 50% olduqda, onun əyilmə gücü ən yüksəkdir, bu, orijinal möhkəmlikdən 21,3% yüksəkdir.Bununla belə, lifin həcm hissəsi 80% olduqda, kompozit materialların əyilmə gücü əhəmiyyətli dərəcədə azalma göstərir ki, bu da lifsiz nümunənin gücündən daha aşağıdır.Ümumiyyətlə belə hesab edilir ki, Materialın aşağı möhkəmliyi yükün matrisa vasitəsilə liflərə effektiv şəkildə ötürülməsinə mane olan daxili mikro çatlar və boşluqlar səbəbindən ola bilər və xarici qüvvələr altında mikro çatlar sürətlə genişlənir və nasazlıqlar əmələ gətirir və nəticədə zərər verir. Bu şüşə lifli kompozit materialın interfeys bağlanması əsasən lifləri sarmaq üçün yüksək temperaturda şüşə lif matrisinin viskoz axınına əsaslanır və həddindən artıq şüşə liflər matrisin viskoz axınına böyük mane olur və bu, arasında davamlılığa müəyyən dərəcədə zərər verir. the interfaces.

(3) Nüfuz müqaviməti performansı:

Reaksiya zirehinin üzü və arxası üçün yüksək möhkəm şüşə liflə gücləndirilmiş kompozit materialların istifadəsi ənənəvi alaşımlı poladdan daha yaxşı nüfuz müqavimətinə malikdir.Alaşımlı polad ilə müqayisədə, partlayıcı reaksiya zirehinin üzü və arxası üçün şüşə lifli kompozit materiallar heç bir öldürmə qabiliyyəti olmadan partlamadan sonra daha kiçik qalıq fraqmentlərə malikdir və partlayıcı reaksiya zirehinin ikincil öldürmə təsirini qismən aradan qaldıra bilər.

 


Göndərmə vaxtı: 07 noyabr 2023-cü il