Cтраница 4
В числе разрабатываемых комбинированных материалов имеются состоящие в основном из стальных элементов. Эти виды комбинированных материалов интересны, во-первых, тем, что позволяют использовать наиболее высокую техническую прочность, достигнутую на современном уровне металловедческой наукой для стали ( ав 400 кГ / мм); во-вторых, тем, что они имеют более выгодную деформационную характеристику, чем комбинированные материалы с использованием стеклопластиков. Вследствие последнего обстоятельства к емкостям из них применимы в полной мере существующие нормы Котлонадзора, в то время как для комбинированных материалов со стеклопластиками при испытаниях по этим нормам деформация в стальном элементе может выходить за отвечающую пределу текучести. [46]
При проектировании транспортного самолета Локхид С-5 А ( США), имеющего полезную нагрузку 120 т при дальности полета 4350 км и крейсерской скорости 710 - 760 км / ч, использованы полностью стеклопластиковые конструкции, сотовые алюминиевые конструкции с обшивками из стеклопластика и стеклопластиковые сотовые конструкции с обшивками из алюминиевого сплава [ 3, с. Из стеклопластиков выполнены: обтекатель антенны диаметром около 5 м, передняя и задняя кромки оперения, канал кондиционера воздуха и передняя кромка зализа между крылом и фюзеляжем. Использование стеклопластиков для этих деталей обусловлено их способностью противостоять высоким усталостным нагружениям, а также возможностью изготовления деталей самого сложного контура. [47]
Мачта была получена путем намотки стеклоровингом с полиэфирной матрицей, изготовлена в виде двух половин и смонтирована с помощью длинного шва с использованием других производственных процессов, в том числе шпиндельных оболочек и намотки волокном. Кобб [6] сообщил, что стеклопластиковые материалы успешно используются в промышленной практике для изготовления балок, мачт и мачт для паруса уже несколько лет. Однако использование стеклопластиков для этих областей не расширяется из-за отсутствия стандартизации разработок и ограничений по жесткости материала. [48]
Однако проблема является более сложной. При использовании стеклопластиков этот метод непригоден. Прессованные фланцы могут быть при этом разрушены. На некоторых заводах эта проблема решается установкой расширяющихся сильфонных соединений. Фактически некоторые заводы практикуют использование соединений силъфонного типа в любом месте, где система из армированных пластиков соединяется с металлической системой или насосом, чтобы избежать несоосности. Это одно из очень практичных решений, хотя таким образом увеличивается общая стоимость монтажа. [49]
При решении этих вопросов необходимо тщательно изучить свойства пластических масс, выбрать оптимальные методы их переработки и учесть специфические свойства этих материалов. Так, при использовании стеклопластиков в качестве конструкционных материалов следует учитывать характер наполнителя. Существуют стеклопластики на основе ориентированных и неориентированных волокон. Только ориентированные стеклопластики обладают высокой механической прочностью, близкой к прочности конструкционной стали, и могут работать в сильно нагруженных конструкциях. Кроме того, при использовании полимерных материалов необходимо учитывать особенности их поведения в условиях длительного статического и динамического нагружения. [50]
Наибольшее применение стеклопластики находят в приборах и, оборудовании. В чем причины такого огромного увеличения использования стеклопластиков. [51]
Правильно сконструированные, изготовленные и примененные по назначению изделия из стеклопластика обладают высокой степенью надежности, поэтому основное внимание в книге будет уделено описанию примеров удачного использования стеклопластиков в химических производствах. Следует отметить, что почти в каждом случае, когда при использовании стеклопластиков получен отрицательный результат, можно установить, что на какой-то стадии процесса изготовления, при транспортировке, монтаже или эксплуатации произошло нарушение существующих норм и правил. [52]
Их применение в судостроении все возрастает благодаря накоплению опыта в разработке и эксплуатации такого рода конструкций. Начиная с наиболее раннего опыта в области создания небольших судов лет тридцать назад, использование стеклопластиков все расширялось вплоть до создания достаточно больших судов как коммерческого, так и военного назначения, а также широкого разнообразия судовых конструкций, включая обтекатели, палубные надстройки, мачты, резервуары, поплавки и буи. Чтобы лучше продемонстрировать широкие возможности применения стеклопластиков в качестве конструкционных материалов для судостроения, ниже в качестве предмета обсуждения приводится ряд наглядных примеров. [53]
Начальные эскизы сосредотачивают внимание на основных концепциях данной детали прибора, из которых могут быть определены для дальнейшего анализа такие параметры, как толщина стенки изделия, его размеры и масса. Конструктору следует постоянно помнить об основных преимуществах и свободе конструирования, которые предоставляются при использовании стеклопластиков. Конструкция детали из стеклопластика не должна быть простой копией изделия из другого материала, чтобы полностью использовать все преимущества стеклопластиков. Конструктор должен выбрать такое конструктивное решение, которое позволит изготовить изделия, прочностные характеристики которого будут отвечать требованиям, предъявляемым к готовой продукции. Обычно у конструктора существует два варианта: анализ напряжений или создание опытной конструкции. Если можно сделать допущение о величинах прогиба, прочности при растяжении и сжатии, ударной прочности и других механических параметрах, конструктор выполняет аналитический расчет, в большинстве случаев используя стандартные формулы. Однако во многих случаях данные анализа напряжений являются недостаточными вследствие сложного характера напряжений и трудности принятия соответствующих допущений. В таких случаях наиболее приемлемым является создание опытной конструкции. [54]
Стеклопластики обладают высокой коррозионной стойкостью. Некоторые связующие, используемые для их производства, также имеют хорошую коррозионную стойкость, часто превышающую стойкость лучших отделочных покрытий для металлов. Такие дефекты поверхности, как образование сквозных пор, отслаивание пленки покрытия, образование рыхлой пленки, не возникают при использовании стеклопластиков. Стекловолокнистый наполнитель также не подвергается коррозии и является инертным. [55]
В этой главе приведены примеры, которые демонстрируют успешное использование стеклопластиков в весьма специфических областях. Рассмотрено изготовление из стеклопластиков уникального оборудования для кристаллизации, конструирование и применение барометрических конденсаторов из стеклопластиков, обсужден пример устройства вытяжных систем большой мощности и дан краткий перечень оборудования для контроля загрязнений в различных областях. Приведены некоторые методы, позволяющие существенно уменьшить расходы по монтажу вентиляционных установок. Однако существуют области, где следует избегать использования стеклопластиков и где применение оборудования из металлов является более экономичным. Инженер должен знать эти области. [56]
Металлические резервуары, надежно защищенные от коррозии изнутри, тем не менее быстро выходили из строя от наружной коррозии. Резервуары, изготовленные из стеклопластика на основе полиэфирных и эпоксидных связующих, не разрушаются ни от наружной, ни от внутренней коррозии. Области применения резервуаров из стеклопластика непрерывно расширяются, по мере того как специалисты приобретают опыт их эксплуатации. Расширяется также использование стеклопластиков при изготовлении химических аппаратов. Кристаллизаторы, фильтры, экстракционные колонны - вот далеко не полный перечень эффективно применяемого оборудования из стеклопластиков. [57]
Обычные неармированные пластмассы имеют низкую прочность и малую температуростойкость. При армировании пластмасс стеклянным волокном не только устраняются указанные недостатки, но полученные стеклопластики приобретают ряд ценных свойств и превосходят по этим свойствам конструкционные стали и другие сплавы. К таким свойствам относятся: малая плотность, большое сопротивление растяжению, большая ударная вязкость, коррозионная стойкость, антимагнитные свойства, локальность разрушения пораженного участка, высокое сопротивление сжатию. Если к этому добавить постоянство размеров стеклопластиков, температуростойкость, свето-прозрачность и высокие диэлектрические свойства, то становится понятной исключительно высокая эффективность использования стеклопластиков, позволяющая решать новые технические задачи, которые невыполнимы при применении других материалов. [58]