|
ПРОБЛЕМЫ ПРОЧНОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ, вып. 68, 2006 г. |
|
УДК 539.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТКАННЫХ КОМПОЗИТОВ , , , , Нижний Новгород В работе обсуждаются результаты экспериментальных исследований свойств тканных композитов и конструктивных элементов амфибийных судов, выполненных на их основе. Рассмотрено влияние масштабного эффекта и скорости нагружения на деформационные и прочностные характеристики композитов. Проведено исследование влияния температуры на прочностные характеристики конструкционных элементов при расслаивании. Введение Повышение требований к экологии стимулировало развитие малых и средних амфибийных судов на воздушной подушке. В конструкции последних широко используются пневматические оболочки, из которых выполнены гибкие ограждения. Длины оболочек достигают 15 м, а температуры при эксплуатации изменяются от -40 до +80 оС. В качестве материалов для изготовления оболочек широко используются технические ткани типа "Арктика". Подобные материалы представляют собой тканный композит. В качестве арматуры композита используются волокнистые каркасы, изготовленные текстильными методами. Уникальное сочетание гибкости, легкости, высокой прочности и вязкости разрушения, характерное для текстильных армирующих структур, определяет их преимущество при изготовлении гибких ограждений амфибийных судов. Конструктивные элементы амфибийных судов, выполненные с использованием тканных материалов, достаточно разнообразны и работают при различных видах нагружения. В то же время заводы-изготовители предоставляют данные только о максимальных разрывных усилиях, определенных на образцах длиной 0,2 м и шириной 0,05 м при нормальных (комнатных) температурах, что является недостаточным для проведения расчетов на прочность и долговечность на стадии проектирования [1-3]. В работе проводится системное изучение влияния масштабного эффекта на процесс деформирования тканных композитов, а также исследуется влияние температуры на ход процесса разрушения расслаиванием выполненных из них конструктивных элементов. Изучается характер разрушения, его динамика, прочностные характеристики элемента при расслаивании и их зависимость от температуры. Испытания выполнены и обработаны с помощью экспериментального комплекса. |
|
213 |
|
1. Экспериментальный комплекс Для проведения экспериментальных исследований на кафедре теории упругости и пластичности Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского создан экспериментальный комплекс (рис. 1), включающий в себя: — разрывную машину ЬЯ5К Plus; — программное обеспечение для обработки результатов экспериментов; — установку, обеспечивающую проведение испытаний при отрицательных температурах. |
|
|
|
Рис. 1 |
|
Разрывная машина ЬЯ5К Plus позволяет проводить высокоточные испытания на растяжение—сжатие плоских и круглых образцов, выполненных из металлов, полимеров, древесины, картона, фанеры и др., испытания на малоцикловую усталость а также испытания на растяжение, раздир и расслаивание различных тканей и пленок. Максимальная нагрузка испытаний определяется емкостью силоизме- рительного датчика. Ее наибольшее значение для данной машины составляет 5 кН при разрешающей способности менее 0,005% емкости датчика; точность измерения нагрузки — 0,25 Н. Максимальный ход траверсы (без захватов) составляет 975 мм, скорость рабочего хода траверсы изменяется в диапазоне от 0,01 до 1020 мм/мин и определяется с точностью менее 0,2% от установленного значения скорости. Величина перемещения находится измерением положения подвижного захвата машины с точностью до 1 мкм. Информация о текущих величинах нагрузки и перемещения отображается на дисплее а также передается на компьютер, который выполняет обработку результатов эксперимента на основе специализированного программного обеспечения. Тем - пературная камера, входящая в состав комплекса, позволяет проводить испытания образцов в диапазоне температур от —70 до +300 оС с точностью до 0,5 оС. Внутренние размеры камеры составляют 600Вх290Шх280Г мм. Положительные температуры обеспечиваются с помощью нагревательных элементов, расположенных |
|
214 |
|
в самой камере. Скорость нагрева камеры в области положительных температур составляет 10 оС/мин. Поддержание отрицательных температур в камере обеспечивается с помощью созданной специальной установки с использованием жидкого азота. Время вывода камеры на режим отрицательной температуры, равной |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
