Гибридный материал
Cтраница 2
Модули упругости гибридных материалов также пропорциональны объемным долям и модулям упругости образующих их волокон. В настоящее время реализованы далеко не все возможности по созданию гибридных материалов с повышенными вязкостью разрушения, жесткостью и прочностью путем комбинирования различных типов высокопрочных волокон. [16]
 |
Рули набора высоты самолета В-727 ( проект АСЕЕ. 1 - ныне действующий вариант. 2 - рули из композиционных материалов.| Горизонтальное хвостовое оперение самолета В-737 ( проект АСЕЕ. [17] |
Композиционные материалы на основе углепластиков уже проходят испытания в конструкциях гражданских самолетов, и различные авиастроительные фирмы переходят от стадии активного проектирования к применению на практике таких материалов. Например, в самолете Боинг 767 ( рис. 6.13) использовано около 2 т углепластиков, гибридных материалов на основе углеродных и стеклянных волокон или углеродных волокон и волокон Кевлар и других гибридных композиционных материалов. Их использование позволило снизить массу самолета приблизительно на 900 кг. [18]
Программное управление обработкой подтверждает современный уровень конструкции станка такого типа, предназначенного для комплексной обработки за одну установку ряда крупногабаритных оболочек из ВКПМ, включая обточку наружного диаметра, обработку наружных и внутренних конусов, растачивание внутренней поверхности, сверление и развертывание отверстий, расположенных по торцу изделия, и фрезерование пазов. Однако эта современная модель станка не учитывает ряд особенностей обработки ВКПМ, особенно таких, как боропластики или гибридные материалы на их основе. Так, все механические передачи узлов комплекса проектировали в расчете на технологию обработки твердосплавным инструментом и не была учтена возможность применения инструментов из СТМ, в частности алмазного инструмента. [19]
Применение изделий ( например, оболочек) целиком из боропластика нецелесообразно, однако уже применяют гибридные материалы, в которых волокна бора увеличивают жесткость в необходимом направлении. Обработку таких изделий лимитирует именно содержание борных волокон, поэтому целесообразно рассмотрение обрабатываемости боропластика с последующим переносом результатов исследований на гибридные материалы. [20]
Что такое железобетон - известно всем. Теперь представьте себе, что вместо смеси цемента с гравием взят никель, а арматурой служат распределенные в нем частицы тугоплавкого вещества, например окиси магния, алюминия или тория, или карбида вольфрама, титана, хрома. Такие гибридные материалы сочетают химическую стойкость никеля с очень высокой жаропрочностью. Способы получения их различны. Есть, например, такой: смешивают тонкий порошок никеля с порошком арматуры и спекают эту смесь. Поступают и иначе: продувают кислородом расплав никеля и алюминия; алюминий переходит в А1203, а более стойкий к окислению никель сохраняется в металлическом состоянии. Этот же способ, вывернутый наизнанку, выглядит так: расплав смеси окислов никеля и магния продувают водородом - восстанавливается только никель. Найден и совсем иной принцип - никелирование частиц арматуры. [21]
 |
Образцы методы испытанна. [22] |
Монослоями можно считать применяемые при изготовлении композитов ленты-препреги, а также материалы с однородной по толщине укладкой арматуры. Испытания монослоя необходимы не только для паспортизации материала; результаты испытаний являются основной для расчета Материалов со сложными схемами укладки арматуры и гибридных материалов. [23]
При замене материала несущих пластин ( так же как и при замене заполнителя, адгезива и других материалов) необходимо выяснить, насколько изменились свойства композита. Основными свойствами, подлежащими проверке, являются жесткость и хрупкость материала, вид разрушения, надежность и погодостойкость, возможность применения заклепочных и болтовых соединений, а также все другие свойства, которые могут интересовать потребителя. Основным же является анализ изменения прочностных и массовых характеристик, В результате появления новых материалов алюминиевые пластины в панелях интерьеров кабин самолетов были заменены сначала на стеклопластиковые, а стекловолок-иистые наполнители - на наполнители из арамидных волокон. В 80 - х годах при строительстве ряда новых самолетов фирмы Боинг были применены сандвичевые конструкции с покрытием из гибридных материалов на основе углеволокнистых структур и арамидных тканей. В табл. 21.1 приведены механические свойства некоторых наиболее распространенных материалов несущих ( облицовочных) пластин. [24]
 |
Зависимость от температуры прочности при растяжении различных композиционных материалов на основе алюминия и борных волокон. [25] |
Борные волокна обладают высокой твердостью. Они имеют твердость по шкале Мооса 9 3 и уступают по твердости лишь алмазу. В изделиях из армированных волокнами пластмасс нет настоятельной необходимости применения борных волокон, стоимость которых больше чем на порядок превышает стоимость других волокон. Однако вследствие того, что пластмассы, армированные волокнами, обладают низкой стойкостью к образованию поверхностных трещин, боропластики с высокими значениями модуля упругости и твердости используют в качестве поверхностного слоя в гибридных материалах или конструкциях. [26]
В книге имеется ряд таблиц, содержащих различные показатели композитов. Данные по механическим свойствам приведены в табл. 28.2 для большинства материалов, обычно используемых в авиации. Список специально предназначенных для авиации видов материалов приведен в табл. 28.3. В тех случаях, когда масса имеет первостепенное значение, следует отметить, что стекловолокниты обладают удельной прочностью, в 5 - 6 раз превышающей удельную прочность алюминия - основного материала, с которым обычно ведется сравнение. В тех случаях, когда требуется жесткость, принимают во внимание тот факт, что эпоксидные композиты с использованием углеродного и борного волокон обладают в 5 раз большей удельной жесткостью, чем алюминий. Композиты на основе арамидного волокна используются самостоятельно или в виде гибридного материала в сочетании с углеродным или стекловолокном, что дает наибольшую экономию масс в сочетании с промежуточной величиной жесткости. [27]
Стеклянные волокна обладают прочностью, аналогичной прочности углеродных и борных волокон, при более низком модуле упругости. Новые полиамидные волокна типа Кевлар обладают достаточно высокой прочностью и более высокой жесткостью, чем стеклянные, и разрушаются нехрупко, что дает значительный вклад в энергию разрушения материалов на их основе. Поэтому композиционные материалы на основе высококачественных волокон типа Кевлар обладают ударной вязкостью по Шарли, близкой к ударной вязкости стеклопластиков. В работе [132] измеряли ударную вязкость по Шарпи большого числа высокопрочных композиционных материалов и пришли к выводу, что характер диаграммы напряжение - деформация растяжения волокон в решающей степени определяет уровень энергии разрушения материала. Авторы этой работы одними из первых указали на перспективность использования разных волокон в одном материале, и в настоящее время гибридным материалом такого типа уделяется большое внимание. Цель комбинирования различных волокон - возможность реализации преимуществ отдельных типов волокон в гибридном материале и попытка снижения их недостатков, проявляющихся при использовании каждого волокна в отдельности. [29]
Страницы: 1 2 3