მინის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების შესრულება და ანალიზი

ფოლადთან შედარებით, მინის ბოჭკოებით გამაგრებულ კომპოზიტურ მასალებს აქვთ მსუბუქი მასალა და სიმკვრივე ფოლადის ერთ მესამედზე ნაკლები.თუმცა, სიმტკიცის თვალსაზრისით, როდესაც დაძაბულობა მიაღწევს 400 მპა-ს, ფოლადის ზოლები განიცდიან წევის სტრესს, ხოლო მინის ბოჭკოვანი კომპოზიციური მასალების დაჭიმვის სიმტკიცე შეიძლება მიაღწიოს 1000-2500 MPa.ტრადიციულ ლითონის მასალებთან შედარებით, მინის ბოჭკოვან კომპოზიტურ მასალებს აქვთ ჰეტეროგენული სტრუქტურა და აშკარა ანისოტროპია, უკმარისობის უფრო რთული მექანიზმებით.ექსპერიმენტულ და თეორიულ კვლევას სხვადასხვა ტიპის დატვირთვის ქვეშ შეუძლია უზრუნველყოს მათი მექანიკური თვისებების ყოვლისმომცველი გაგება, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც გამოიყენება ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ეროვნული თავდაცვის აღჭურვილობა და აერონავტიკა, რაც მოითხოვს მათი მახასიათებლებისა და მექანიკური თვისებების სიღრმისეულ კვლევას მათი საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. გამოყენების გარემო.

ქვემოთ მოცემულია მინის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების მექანიკური თვისებები და დაზიანების შემდგომი ანალიზი, რაც უზრუნველყოფს ინსტრუქციას ამ მასალის გამოყენებისთვის.

(1) დაჭიმვის თვისებები და ანალიზი:

კვლევამ აჩვენა, რომ შუშის ბოჭკოებით გამაგრებული ეპოქსიდური ფისოვანი კომპოზიციური მასალების მექანიკური თვისებები აჩვენებს, რომ მასალის პარალელურ მიმართულებით დაჭიმვის სიმტკიცე გაცილებით მეტია, ვიდრე ბოჭკოს ვერტიკალური მიმართულებით.ამიტომ, პრაქტიკული გამოყენებისას, მინის ბოჭკოს მიმართულება მაქსიმალურად უნდა შეესაბამებოდეს დაჭიმვის მიმართულებას, სრულად გამოიყენოს მისი შესანიშნავი დაჭიმვის თვისებები.ფოლადთან შედარებით, დაჭიმვის სიმტკიცე მნიშვნელოვნად მაღალია, მაგრამ სიმკვრივე გაცილებით დაბალია, ვიდრე ფოლადის.ჩანს, რომ მინის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების ყოვლისმომცველი მექანიკური თვისებები შედარებით მაღალია.

კვლევამ აჩვენა, რომ თერმოპლასტიკური კომპოზიციურ მასალებში დამატებული მინის ბოჭკოების რაოდენობის გაზრდა თანდათან ზრდის კომპოზიტური მასალის დაჭიმვის სიმტკიცეს.მთავარი მიზეზი ის არის, რომ მინის ბოჭკოების შემცველობის მატებასთან ერთად, კომპოზიტურ მასალაში უფრო მეტი მინის ბოჭკო ექვემდებარება გარე ძალებს.ამავდროულად, შუშის ბოჭკოების რაოდენობის გაზრდის გამო, მინის ბოჭკოებს შორის ფისოვანი მატრიცა თხელდება, რაც უფრო ხელსაყრელია მინის ბოჭკოებით გამაგრებული ჩარჩოების ასაგებად.ამრიგად, მინის ბოჭკოს შემცველობის ზრდა იწვევს ფისიდან მინის ბოჭკოს მეტი სტრესის გადაცემას კომპოზიციურ მასალებში გარე დატვირთვის ქვეშ, რაც ეფექტურად აუმჯობესებს მათ დაჭიმულ თვისებებს.

მინის ბოჭკოვანი უჯერი პოლიესტერის კომპოზიტური მასალების დაჭიმვის ტესტებზე კვლევამ აჩვენა, რომ მინის ბოჭკოებით გამაგრებული კომპოზიციური მასალების უკმარისობის რეჟიმი არის ბოჭკოების და ფისოვანი მატრიცის კომბინაცია დაჭიმვის განყოფილების სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპის საშუალებით.მოტეხილობის ზედაპირი აჩვენებს, რომ დიდი რაოდენობით მინის ბოჭკოები ამოღებულია ფისოვანი მატრიციდან დაჭიმვის მონაკვეთზე, ხოლო ფისოვანი მატრიციდან ამოღებული მინის ბოჭკოების ზედაპირი გლუვი და სუფთაა, ძალიან ცოტა ფისოვანი ფრაგმენტები ეკვრის ზედაპირს. შუშის ბოჭკოების, შესრულება არის brittle მოტეხილობა.შუშის ბოჭკოებსა და ფისს შორის კავშირის ინტერფეისის გაუმჯობესებით, გაუმჯობესებულია ორივეს ჩანერგვის უნარი.დაჭიმულ მონაკვეთზე ჩანს მატრიცის ფისოვანი ფრაგმენტების უმეტესობა მინის ბოჭკოების მეტი შემაერთებელით.შემდგომი გადიდების დაკვირვება გვიჩვენებს, რომ დიდი რაოდენობით მატრიცული ფისოვანი ობლიგაციები ამოღებულია მინის ბოჭკოების ზედაპირზე და წარმოადგენს სავარცხლის მსგავს განლაგებას.მოტეხილობის ზედაპირზე ჩანს დრეკადი მოტეხილობა, რომელსაც შეუძლია უკეთესი მექანიკური თვისებების მიღწევა.

(2) დახრის შესრულება და ანალიზი:

ჩატარდა სამპუნქტიანი დაღლილობის ტესტები ცალმხრივ ფირფიტებზე და ფისოვანი ჩამოსხმის სხეულებზე მინის ბოჭკოებით გამაგრებული ეპოქსიდური ფისოვანი კომპოზიციური მასალებისგან.შედეგებმა აჩვენა, რომ ორივეს მოღუნვის სიმტკიცე კვლავ მცირდებოდა დაღლილობის დროის მატებასთან ერთად.თუმცა, შუშის ბოჭკოებით გამაგრებული ცალმხრივი ფირფიტების მოღუნვის სიმტკიცე გაცილებით მაღალი იყო, ვიდრე ჩამოსხმის სხეულებისა, ხოლო მოღუნვის სიხისტის შემცირების სიჩქარე უფრო ნელი იყო.დროთა განმავლობაში იყო ბზარების გაჩენის მეტი დაღლილობის დრო, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მინის ბოჭკოვანი აქვს გაძლიერებული ეფექტი მატრიცის ღუნვის მუშაობაზე.

შუშის ბოჭკოების შემოღებით და მოცულობითი ფრაქციის თანდათანობითი ზრდით, შესაბამისად იზრდება კომპოზიტური მასალების მოღუნვის სიმტკიცეც.როდესაც ბოჭკოვანი მოცულობის ფრაქცია არის 50%, მისი მოღუნვის სიძლიერე არის ყველაზე მაღალი, რაც 21.3% აღემატება თავდაპირველ ძალას.თუმცა, როდესაც ბოჭკოვანი მოცულობის ფრაქცია არის 80%, კომპოზიციური მასალების მოღუნვის სიძლიერე აჩვენებს მნიშვნელოვან შემცირებას, რაც უფრო დაბალია, ვიდრე ბოჭკოს გარეშე ნიმუშის სიძლიერე.ზოგადად მიჩნეულია, რომ მასალის დაბალი სიძლიერე შეიძლება გამოწვეული იყოს შიდა მიკრობზარებით და სიცარიელეებით, რომლებიც ბლოკავს დატვირთვის ეფექტურ გადაცემას მატრიცის მეშვეობით ბოჭკოებზე და გარე ძალების ქვეშ მიკრობზარები სწრაფად ფართოვდება და წარმოქმნის ხარვეზებს, რაც საბოლოოდ იწვევს ზიანს. ამ მინის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალის ინტერფეისის კავშირი ძირითადად ეყრდნობა მინის ბოჭკოვანი მატრიცის ბლანტი ნაკადს მაღალ ტემპერატურაზე ბოჭკოების შესაფუთად, ხოლო ზედმეტი მინის ბოჭკოები მნიშვნელოვნად აფერხებს მატრიცის ბლანტი დინებას, რაც იწვევს გარკვეულ ხარისხს ზიანს აყენებს უწყვეტობას შორის. ინტერფეისები.

(3) შეღწევადობის წინააღმდეგობის შესრულება:

მაღალი სიმტკიცის მინის ბოჭკოებით გამაგრებული კომპოზიციური მასალების გამოყენებას რეაქციის ჯავშნის სახისა და უკანა მხარეს აქვს უკეთესი შეღწევადობის წინააღმდეგობა ტრადიციულ შენადნობ ფოლადთან შედარებით.შენადნობ ფოლადთან შედარებით, შუშის ბოჭკოვან კომპოზიტურ მასალებს ფეთქებადი რეაქციის ჯავშანტექნიკის სახისა და უკანა ნაწილისთვის აქვს უფრო მცირე ნარჩენი ფრაგმენტები დეტონაციის შემდეგ, ყოველგვარი მკვლელობის უნარის გარეშე და შეუძლია ნაწილობრივ აღმოფხვრას ფეთქებადი რეაქციის ჯავშნის მეორადი მკვლელობის ეფექტი.