Статья посвящена исследованию свойств полимерных композиционных материалов (угле- и органопластики), широко использующихся в различных областях техники, в том числе и в ракетно-космическом производстве, в качестве конструкционных материалов. Представлена технология изготовления деталей из углепластиков со сквозными отверстиями непосредственно в процессе их формования. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований оценки напряжений и перемещений для 3-х типов образцов углепластиков, которые отличались между собой технологией изготовления одного сквозного отверстия, при их испытании на растяжение. Углепластики изготавливали по технологии вакуумной инфузии. Для изготовления отверстий непосредственно в процессе формования использована специальная конструкция оснастки, в которой установлены втулки, позволяющие, путем раздвигания ткани, получать в процессе формования детали со сквозными отверстиями. Проведены механические испытания образцов углепластиков со сквозными отверстиями, а также исследования микроструктуры поверхности углепластиков в местах сквозного отверстия. Установлено, что прочность образцов с одним сквозным отверстием, полученным в процессе выкладки, на 21,4% выше, чем для аналогичных образцов, в которых отверстие получено путем сверления.
The article is devoted to the study of the properties of polymer composite materials (carbon and organic plastics) widely used in various fields of engineering, including rocket and space production, as structural materials. The technology of manufacturing details from carbon plastics with through holes is presented directly in the process of their forming. The results of theoretical and experimental studies of the evaluation of stresses and displacements for 3 types of samples of carbon plastics, which differed from each other by the technology of making one through hole, were tested for tension. Carbon plastics were manufactured using vacuum infusion technology. For the production of holes directly in the process of molding, a special construction of the tooling is used, in which bushings are installed, allowing, by expanding the fabric, to receive parts with through holes during the forming process. Mechanical testing of carbon fiber reinforced plastic samples with through holes was carried out, as well as microstructure investigations of the surface of carbon plastics in the places of the through hole. It was found that the strength of samples with one through hole obtained during the laying is 21.4% higher than for similar samples in which the hole was obtained by drilling.
1. Баженов С.Л. Полимерные композиционные материалы / С.Л. Баженов, А.А. Берлин, А.А. Кульков, В.Г. Ошмян. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2010. – 352 с.
2. Михайлин Ю.А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике. – СПб.: Изд-во «Научные основы и технологии», 2013. – 720 с.
3. Баурова Н.И., Зорин В.А. Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин: учебное пособие. – М.: МАДИ, 2016. – 264 с.
4. Резник С.В.. Денисов А.В., Нелюб В.А., Бородулин А.С., Буянов И.А., Чуднов И.В. Исследования теплопроводности углепластиков в широком диапазоне эксплуатационных температур с использованием элементов натурных конструкций // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2012. – № 3. – С. 2–6.
5. Нелюб В.А. Характеристики межфазных слоев полимерных композиционных материалов // Клеи. Герметики. Технологии. – 2013. – № 6. – С. 23–25.
6. Петрова А.П., Малышева Г.В. Клеи, клеевые связующие и клеевые препреги: учебное пособие / под общ. ред. Е.Н. Каблова. – М.; ВИАМ, 2017. – 472 с.
7. Комкова Т.Ю., Холин М.С., Чернышова П.И. Разработка композиционного материала системы AL-AL2O3, получаемого методом пластической деформации // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2. – С. 164.
8. Брекалов В.Г., Терехова Н.Ю. Технология прототипирования при создании физических моделей из полимерных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2015. – № 4. – С. 6–9.
9. Нелюб В.А., Гращенков Д.В., Коган Д.И., Соколов И.А. Применение прямых методов формования при производстве крупногабаритных деталей из стеклопластиков // Химическая технология. – 2012. – № 12. – С. 735–739.
10. Цибизова Т.Ю., Гузева Т.А. Системы автоматического управления технологическими процессами отверждения изделий из полимерных композитов // Клеи. Герметики. Технологии. – 2015. – № 5. – С. 35–40.
11. Смердов А.А., Таирова Л.П., Баслык К.П., Артемьев А.В., Нелюб В.А., Бородулин А.С. Расчетно-экспериментальный анализ двух типов структур из углепластика для крупногабаритных ракетно-космических конструкций // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2013. – № 7 (19). – С. 28.
12. Городецкий М.А., Тепишкина Е.С., Чирва П.И. Типовые проблемы при выборе вспомогательных материалов для инфузионных технологий формования изделий из стеклопластиков // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. – № 4. – С. 60–65.