Устройства и методы для изучения механических свойств анизотропных стеклопластиковых стержней

• Автор: Блазнов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 404 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ И НЕДОСТАТКИ ДЕЙСТВУЮЩИХ

МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1Л Источники погрешностей при измерениях механических показателей анизотропных ГЖМ

1.2 Моделирование и критерии разрушения

1.3 Оборудование и методы для кратковременных механических испытаний при растяжении, сжатии и изгибе
1.4 Оборудование и методы для испытаний на длительную прочность и долговечность при статических нагрузках
1.5 Оборудование и методы испытаний ГЖМ на длительную прочность при циклически меняющихся нагрузках
1.6 Диаграммы усталостной прочности и гипотезы разрушения
1.7 Постановка задачи. Актуальность дальнейшего развития методов испытаний анизотропных ПКМ
ГЛАВА 2 РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ КРАТКОВРЕМЕННЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
АНИЗОТРОПНЫХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ СТЕРЖНЕЙ
2.1 Обоснование выбора однонаправленных стеклопластиковых
стержней как основного материала
2.2 Растяжение
2.3 Осевое сжатие
2.4 Трехточечный поперечный изгиб
2.5 Продольный изгиб
2.6 Экспериментальные погрешности и оценки достоверности результатов измерений при сравнительных испытаниях
2.7 Сдвиг вдоль волокон
2.8 Методы и устройства для термомеханических испытаний

2.9 Ограничения применимости предложенных методов
ГЛАВА 3 РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ
ИСПЫТАНИЙ АНИЗОТРОПНЫХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ СТЕРЖНЕЙ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
3.1 Обоснование выбора температуры, величины нагрузки и количества образцов для испытаний
3.2 Растяжение
3.3 Трехточечный поперечный изгиб
3.4 Продольный изгиб
3.5 Осевое сжатие
3.6 Аппроксимация результатов испытаний
3.7 Экспериментальные погрешности и оценки достоверности результатов измерений при сравнительных испытаниях
3.8 Ограничения применимости предложенных методов
ГЛАВА 4 РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ
ИСПЫТАНИЙ АНИЗОТРОПНЫХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ СТЕРЖНЕЙ
НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИ МЕНЯЮЩИХСЯ НАГРУЗКАХ
4.1 Растяжение
4.2 Продольный изгиб
4.3 Исследование зависимости между выносливостью стеклопластиковых стержней и прикладываемыми нагрузками и аппроксимация результатов испытаний
4.4 Экспериментальные погрешности и оценки достоверности результатов измерений при сравнительных испытаниях
4.5 Ограничения применимости предложенных методов
ГЛАВА 5 ПРИМЕРЫ ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ
ПРОДУКЦИИ БИЙСКОГО ЗАВОДА СТЕКЛОПЛАСТИКОВ
5.1 Влияние формы, размеров и свойств образцов на выбор метода для испытаний
5.2 Приемо-сдаточные испытания стеклопластиковой арматуры

5.3 Приемо-сдаточные испытания стеклопластиковых стержней больших диаметров для электрических изоляторов, насосных штанг и анкерных крепей
5.4 Исследование длительной прочности стеклопластиковых стержней
при различных температурах
5.5 Исследование усталостной прочности стеклопластиковых стержней
5.6 Оценка сроков безопасной работоспособности стеклопластиковых стержней в реальных условиях эксплуатации
ГЛАВА 6 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕТОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ В МАШИНОСТРОЕНИИ
6.1 Расширение температурного интервала испытаний
6.2 Сравнительные механические испытания базальтопластиковых стержней
6.3 Прочность и модуль Юнга плит углепластика авиационного назначения
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рисунок 1.7 — Прочность при сжатии образцов различной формы [7]:
I - по DIN 53454; 11 - по ASTM D 695-54; III и IV- по Federal Specification L-P-406.
Для определения прочности ПКМ при сжатии наиболее известен метод, регламентируемый в ГОСТ 4651 [59], а также в ГОСТ 25.602-80 [19]. На рисунке 1.8 показаны требования к размерам образца и к захватам для испытаний по данным [59]. ГОСТ 4651-82 допускает проводить испытания на образцах прямоугольного и круглого сечения.
Методика, регламентируемая в ГОСТ 4651 [59], имеет следующие недостатки:
- очень часто при испытании стержней из ПКМ происходит комбинированное разрушение - сжатие с изгибом, т.к. образец, рекомендуемый стандартом, работает в зоне, близкой к потере устойчивости;
- стандартные испытательные машины не позволяют направить осевое сжимающее усилие строго по оси образца, в результате этого происходит внецен-тренное сжатие с изгибом, которое сопровождается подломом либо срезом образца в зажимах;
- разрушение образца происходит гораздо чаще по краю металлического захвата в месте наибольшей концентрации напряжений, чем в рабочей части образца.