Прочность - моноволокно
Cтраница 2
Упрочненное моноволокно, изготовленное из полиэтилена низкой плотности, имеет прочность 15 гс / текс; моноволокно из полиэтилена высокой плотности - 45 - 50 гс / текс. Прочность моноволокна из полипропилена и полистирола составляет соответственно 50 - 55 и 20 - 25 гс / текс. [16]
 |
Диаграмма деформирования элементарных волокон.| Влияние температуры на прочность и модуль упругости волокна из Е стекла. [17] |
При увеличении длины волокна постоянного диаметра могут появиться дефекты, случайным образом распределенные по длине. В проведенных исследованиях [19, 189] сделаны попытки выявить влияние этих дефектов на прочность моноволокон и дать их классификацию по степени опасности. [18]
Диаметр моноволокон - еще один параметр, влияющий на их предел прочности при растяжении. В опытах, проведенных в жестко контролируемых условиях, было показано, что прочность моноволокна не уменьшается при увеличении диаметра до максимальных для промышленного волокна размеров. Однако для практических целей совершенно очевидно, что прочность волокон большого диаметра ниже, чем у волокон с меньшим диаметром. [19]
Что касается предсказания прочности композита по данным о прочности его компонент, результаты многочислевных работ разных авторов привели пока к результатам в общем негативным. Теория пучка, изложенная в § 20.4, даст лишь материал для ориентировочных суждений, уточнение этой теории требует исчерпывающей статистической информации не только о прочности моноволокон, но и о распределении модуля упругости. Поэтому экстраполяция прочности на малые разрывные длины, основанная на распределении Вейсбулла, совершенно ненадежна. Определение неэффективной длины в большой мере условно. Поэтому здесь будут изложены лишь некоторые наполовину качественные соображения, принадлежащие Милейко и позволяющие объяснить наблюдаемое изменение прочности и характера разрушения композита в зависимости от объемного содержания волокна. В некоторых случаях эти соображения подсказывают меры, необходимые для улучшения свойств композита. [20]
Для большинства же композиционных материалов и особенно для композиций, упрочненных борными волокнами, экспериментальные значения прочности плохо совпадают с данными, полученными расчетом по правилу смеси. Разница в свойствах обусловлена главным образом неоднородностью прочности борных волокон, а также некоторыми другими факторами, не учитываемыми моделью правила смеси. Неоднородность прочности борных волокон, являющаяся следствием наличия локальных дефектов в волокне, приводит к тому, что прочность пучка волокон ав оказывается существенно ниже средних значений прочности моноволокон. [21]
Из рис. 43 видно, что прочность волокон, защищенных отвержденным полимерным связующим, равна или даже больше прочности незащищенных чистых волокон; это является следствием пониженного воздействия влаги. Аутвотер и многие другие авторы сообщают об уменьшении прочности защищенных связующим стекловолокон при их кипячении в воде. Может оказаться выгодным предварительное ( до покрытия смолой) нанесение на поверхность стекловолокна аппретуры. Для исключения противоречивых оценок роли защиты поверхности стекловолокна необходимо прочность моноволокон определять в таких же условиях, в каких они работают в композиции. [22]
Результаты испытаний на растяжение стренг или пучков волокна примерно на 20 % ниже, чем средние значения для моноволокна. После разрыва отдельных волокон в пучке на оставшиеся волокна приходится большая нагрузка. В результате этого итоговая прочность снижается. Фактически прочность стренги может быть рассчитана с высокой точностью по кривой распределения прочности моноволокна. Неодинаковое натяжение волокон внутри деформируемой стренги дает аналогичный прогрессирующий эффект разрушения. [23]
Розен [73] применил отмеченные статистические результаты к композиционным материалам. При этом в качестве длины звена цепи принималось расстояние, на котором напряжение по обе стороны от разорванного волокна выравнивается почти полностью. Эта длина тесно связана с длиной 1С передачи на волокно нагрузки и аналогичным образом зависит от прочности волокон и свойств поверхности раздела. Предполагалось, что, хотя в звене, содержащем разорванное волокно, последнее не дает вклада в прочность звена, в других местах несущая способность волокна остается неизменной. Статистическая информация о распределении дефектов была получена из измерений прочности испытанных моноволокон в зависимости от их длины; таким образом, рассчитывались свойства звеньев ( пучков), а затем и свойства всего композита. [25]
Страницы: 1 2