У порівнянні зі сталі композитні матеріали, армовані скловолокна, мають легший матеріал і щільність менше третини сталі.Однак, з точки зору міцності, коли напруга досягне 400 мПа, сталеві бруски відчуватимуть напругу, тоді як міцність на розрив композитних матеріалів зі скловолокна може досягати 1000-2500mpa.Порівняно з традиційними металевими матеріалами, композитні матеріали зі скловолокна мають неоднорідну структуру та очевидну анізотропію з більш складними механізмами відмови.Експериментальні та теоретичні дослідження за різними типами навантажень можуть забезпечити всебічне розуміння їх механічних властивостей, особливо якщо вони застосовуються в таких галузях, як національна оборонна техніка та аерокосмічна допомога, що вимагає поглиблених досліджень їх характеристик та механічних властивостей для задоволення їх потреб у середовище використання.
Наступне вводить механічні властивості та аналіз пошкоджень композиційних матеріалів зі скловолокна, що надає рекомендації щодо застосування цього матеріалу.
(1) Властивості та аналіз на розрив:
Дослідження показали, що механічні властивості композиційних матеріалів, посилених скляним волокном, показують, що міцність на розрив у паралельному напрямку матеріалу значно більша, ніж у вертикальному напрямку волокна.Тому при практичному використанні напрямок скляного волокна слід підтримувати максимально послідовно з напрямком розтягування, повністю використовуючи його чудові властивості на розрив.У порівнянні зі сталь, міцність на розрив значно вища, але щільність значно нижча, ніж у сталі.Видно, що комплексні механічні властивості композитних матеріалів скловолокна відносно високі.
Дослідження показали, що збільшення кількості скляного волокна, що додається до термопластичних композитних матеріалів, поступово збільшує міцність на розрив композитного матеріалу.Основна причина полягає в тому, що в міру збільшення вмісту скляного волокна більше скляних волокон у композитному матеріалі піддаються зовнішнім силам.У той же час, завдяки збільшенню кількості скляних волокон, матриця смоли між скляними волокнами стає тоншим, що сприяє конструкції рамок армованих скловолокна.Тому збільшення вмісту скляного волокна спричиняє передачу більше напруги від смоли до скляного волокна в композитних матеріалах під зовнішніми навантаженнями, ефективно покращуючи їх властивості на розрив.
Дослідження випробувань на розтягнення скловолокна ненасичених поліефірних композиційних матеріалів показали, що режим відмови композитних матеріалів, армованих скловолокна, є комбінованою невдачею волокон та смолової матриці через скануючу електронну мікроскопію розрізу.Поверхня перелому показує, що велика кількість скляних волокон витягується з матриці смоли на розривній секції, а поверхня скляних волокон, витягнута з смоло З скляних волокон виступ - крихкий перелом.Вдосконалюючи інтерфейс з'єднання між скляними волокнами та смолою, вбудовувана здатність двох посилюється.На розрізі на розтягах можна побачити більшість фрагментів матричної смоли з більшою кількістю скляних скляних волокон.Подальше спостереження за збільшення показує, що велика кількість матричних смоляних зв’язків на поверхні вилучених скляних волокон і представляє гребінець, як розташування.Поверхня перелому показує пластичний перелом, який може досягти кращих механічних властивостей.
(2) Згинання та аналіз:
Три точкові випробування на згинання проводили на однонаправлених пластинах та смоляних тілах з армованими епоксидними смолами, армованими скляними волокнами.Результати показали, що жорсткість вигину двох продовжувала зменшуватися зі збільшенням часу втоми.Однак жорсткість вигину, посилених скловолокна, однонаправлені пластини були значно вищими, ніж у тілам лиття, і зниження швидкості жорсткості вигину була повільнішою.З часом з'явилися більше часу втоми, що свідчить про те, що скловолокна має посилений вплив на ефективність вигину матриці.
З введенням скляних волокон та поступовим збільшенням об'ємної фракції, міцність згинання композиційних матеріалів також зростає відповідно.Коли фракція об'єму волокна становить 50%, її міцність на вигин є найвищою, що на 21,3% вище, ніж початкова міцність.Однак, коли фракція об'єму волокна становить 80%, міцність на вигин композитних матеріалів показує значне зниження, що нижча, ніж міцність зразка без волокна.Зазвичай вважається, що низька міцність матеріалу може бути пов’язана з внутрішніми мікрокроками та порожнинами, що блокують ефективну передачу навантаження через матрицю до волокон, а під зовнішніми сил Інтерфейс скріплення цього складового матеріалу зі скловолокна в основному покладається на в'язкий потік матриці скляного волокна при високих температурах, щоб обернути волокна, а надмірні скляні волокна значно перешкоджають в'язкому потоку матриці, що спричиняє певну ступінь пошкодження безперервності між між собою інтерфейси.
(3) Стійкість до проникнення:
Використання високоміцних композитних матеріалів, армованих скловолокном, для лицьової та задньої панелей реактивної броні має кращий опір проникненню в порівнянні з традиційною легованою сталлю.Порівняно з легованою сталлю, композитні матеріали зі скловолокна для лицьової та задньої частини броні проти вибуху мають менші залишкові фрагменти після детонації, без жодної вбивчої здатності, і можуть частково усунути вторинний ефект вбивства броні проти вибуху.
Час посади: листопад-07-2023
