1.7. Анизотропные км

В отличие от рассмотренных раннее изотропных, точнее квазитропных, материалов материалы этого типа имеют резко отличающиеся физико-механические свойства в различных направлениях. Это позволяет при одной и той же удельной прочности (К) материала концентрировать повышенную прочность или жесткость в направлении, где возникают максимальные перегрузки.

Все многообразие анизотропных КМ можно свести к пяти типам структур. Каждая структура имеет свою физическую и математическую модель, рассматриваемую в дисциплине “Механика КМ”.

Пять видов структур:

а). Однонаправленная

б). Ортогональноармированная структура

в). Косая (перекрестная ) армированная структура

г). Слоистая структура

д). Объемное армирование

Однонаправленная, одноосноориентированная структура (а) позволяет максимально эффективно использовать прочностные свойства армирующего наполнителя, но только в одном направлении – направлении действия основных нагрузок. В этом направлении достигается максимальная прочность композита, составляющая 60-70% от прочности волокон. Например: для углеродных σ_р УВ =300 МН/м², прочность композита 180-210 МН/м². В то же время подобный композит в перпендикулярном направлении имеет 25-30 МН/м².

Ортогонально армированный композит имеет два направления армирования 0^о и 90^о. благодаря этому максимальная нагрузка воспринимается в двух направлениях. разрушающее напряжение в которых достигает 80-95 МН/м².

Косая (перекрестная) структура армирования угол α=57^о-58^о обеспечивает квазиоднородное восприятие нагрузки во всех направлениях. Подобная структура реализуется в трубных стеклопластиковых системах.

Слоистое армирование листовым наполнителем, древесный шпон в фанере, стеклоткань или хебеткань в текстолитах, бумага в гетинаксах позволяет получать анизотропную равнопрочную конструкцию.

Объемно армированнные композиты применяются в том случае, когда нагрузка от внешних сил реализуется во всей трехмерной системе координат. В этом случае возникает равнопрочная объемная структура, хотя и с несколько меньшими значениями прочности 40-70 МН/м².

1.8. Классификация км по назначению,функциям, компонентам.

При описании КМ принимают во внимание различные факторы. Так наполнитель дает название КМ: стеклопластик, боропластик, металлопластик, органопластик. В зависимости от типа наполнителя говорят о дисперснонаполненных, волокнистых или дисперсно-волокнистых КМ. В последнем случае (премиксы) наноносителем являются как волокно длиной до 50 мм, так и порошкообразные наполнители (глина, мел).

Армированные пластики в отличие от перечисленных наполняются непрерывными волокнами или текстильными изделиями на их основе: сетками, тканями, различные структуры.

По назначению КМ могут быть общетехнической прочностью до 35 МН/м² и инженерно-технической прочностью выше 50 МН/м². По назначению КМ являются материалы электро-технического, фрикционного, антифрикционного, самонесущего, защитно-изоляционного, силового назначения.

По методу изготовления (получения, формования) КМ делятся на формованные контактным способом (ручная выкладка, напыление), прессовочные, пултрузионные, литьевые, заливочные (компаунды) материалы.

.

Лекция 4.