Конструкции из композитных материалов, получаемые с использованием низкотемпературной плазмы, их исследование и расчет

• Автор: Шполтаков, Василий Иванович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 144 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Цель работы

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований .

1.1. Конструкции из высокопрочных материалов, применяемых в

строительстве

1.2. Исследования конструкций из композитных материалов на основе

металлических связующих .

1.3. Низкотемпературная плазма, исследование ее свойств и возмож

ности применения для получения композитных материалов .

Выводы по главе .

Глава 2. Исследования свойств конструктивных элементов из композитных материалов, изготавливаемых с использованием низкотемпературной плазмы
2.1. Оборудование и установка для проведения исследований .
2.2. Исследование свойств исходных материалов при воздействии
на них низкотемпературной плазмы
2.2.1.Свойства горных пород после воздействия на них низко гемпе
ратурной плазмой
2.2.2. Свойства различных металлов и их сплавов после переплавки низкотемпературной плазмой
2.3. Способы получения композитных материалов с помощью низкотемпературной плазмы
2.4 . Прочность и деформативность связующего и заполнителя при
статических и динамических нагрузках
2.5. Исследования конструктивных элементов, изготовленных с использованием низкотемпературной плазмы, на действие статических нагрузок
2.5.1 Испытание на одноосное сжатие .
2.5.2 Испытание образцов на изгиб.
2.6. Исследования конструктивных элементов на действие циклических
и динамических нагрузок
2.6.1 .Испытание на действие циклических нагрузок
2.6.2. Установка и оборудование, применяемые при динамических испытаниях .
2.6.3.Прочность композитного материала при ударном нагружении
Выводы по главе .
Глава 3. Расчет композитных конструкций, полученных при помощи низкотемпературной плазмы .
3.1. Расчет изгибаемых композитных элементов по прочности
3.1.1. Расчет неармированных композитных элементов
3.1.2. Расчет изгибаемых конструкций без учета работы
композита растянутой зоны .
3.1.3. Расчет изгибаемых армированных конструкций с учетом напряжений растянутой зоны
3.1.4. Расчет сжатых элементов с арматурой в растянутой зоне .
3.1.5. Расчет изгибаемых конструкций с двойным армированием.
3.2. Расчет изгибаемых композитных элементов по деформациям
3.2.1. Расчет изгибаемых композитных элементов по деформациям
без учета работы растянутой зоны сечения
3.2.2. Расчет изгибаемых композитных элементов по деформациям
с учетом работы растянутой зоны сечения
Выводы но главе
Эффективность и перспективы использования композитных
изделий и конструкций
Заключение .
Литература


Анкерные стержни привариваются к листам облицовки, включая их в совместную работу с бетоном, таким образом, они становятся внешней арматурой железобетонной конструкции. Наряду с конструкциями с внешним армированием применяются и сталежелезобетонные конструкции, т. В этих случаях расход металла значительно повышается и происходит увеличение веса конструкций. Основные направления научно-технического прогресса в области бегона и железобетона в ближайший период времени будут определяться систематическим улучшением свойств исходных материалов, снижением материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости, увеличением их долговечности в различных условиях эксплуатации, обеспечение надежной водонепроницаемости бетона с отказом от устройства специальной гидроизоляции. Основным материалом, применяемым в капитальном строительстве, является сборный и монолитный железобетон с ненапрягасмой и предварительно напряженной арматурой. Монолитный железобетон получил широкое распространение для массивных конструкций энергетических сооружений, при строительстве дорог, фундаментов, зданий, где возможно строительство в подвижной опалубке. Наибольшее распространение получил сборный железобетон на основе тяжелых и легких бетонов. Использование легких бетонов для несущих конструкций уменьшает их собственный вес на -%, на 5-% снижает расход арматуры, на 8-% удешевляет их стоимость (2). Средняя плотность легких бетонов не более кг/м3, при этом прочность на сжатие достигает МПа для конструкционных бетонов. Для устройства кислотостойких покрытий применяют бетоны на жидком стекле. Особо легкие бетоны имеют среднюю плотность не более 0 кг/м3 - это бетоны на пористых заполнителях с насыпной плотностью не более 0 кг/м 3(). Тяжелые бетоны имеют среднюю плотность - кг/м3 и прочность на сжатие класса В 3,5 - В . Наиболее часто используются тяжелые бетоны классов В - В . Бетонополимеры обладают повышенной прочностью на сжатие, которая достигает 0 - 0 МГ1а при пропитке эпоксидными смолами. При изготовлении бетонных и железобетонных изделий используют в качестве заполнителя различные горные породы, обладающие высокой прочностью на сжатие и в десятки раз меньшей прочностью на растяжение. Различные горные породы находят самостоятельное применение и в качестве несущих конструкций, и в качестве защитных и облицовочных ограждений. Широкое применение в строительной практике получили конструкции, изготавливаемые из металла, в особенности из стали и ее сплавов и сплавов алюминия. Стальные конструкции обладают высокой механической прочностью, но средняя плотность стали р= кг/м3 , а это приводит к значительному увеличению массы конструкции. Обеспечение совместной работы хрупких и пластических материалов позволит дифференцировать свойства полученных материалов путем изменения их прочностных и деформативных характеристик. Композитные материалы на основе металлических связующих впервые разработаны и получены в году Л. П. Мотулевичем (). Дальнейшей разработкой способов получения бетонов на основе различных металлических связующих, разработкой мероприятий по улучшению прочностных и эксплуатационных свойств материала занималась школа Со-ломатова В. И., известного ученого в области материаловедения. При изготовлении таких бетонов применяются способы отечественной металлургии, с разработкой конкретных технологий, направленных на совершенствование прочностных и эксплуатационных свойств. В дальнейшем бетоны с металлическим связующим стали называть металлобетонами. Прочности связей на границе раздела металл-заполнитель. Исходя из этих требований в работе () исследовано влияние различного вида связующего на прочностные и эксплуатационные свойства получаемого материала. При подборе заполнителей основными критериями были прочность, физико-химическая совместимость, термостойкость и доступность. Исследованиями выявлены наиболее термостойкие горные породы: базальты, диабазы, андезиты, долериты, габбро, а также искусственные - фарфор, керамзит, керамика. Установлено, что прочностные свойства металлобетона зависят не только от прочности выбранных компонентов, но и от контактных сил взаимодействия между ними.