ДЕФОРМАТИВНОСТЬ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ (TECHNICAL SCIENCE)

УДК 53.09

Ракитянский Д.В.

студент

Астраханский государственный технический университет (Россия, г. Астрахань)

ДЕФОРМАТИВНОСТЬ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ

Аннотация: в данной статье рассматриваются особенности, анализ и испытания деформации армированных полимерных композиций при длительном действии нагрузки.

Ключевые слова: деформация армированных полимерных композиций, изгиб армированных полимерных композиций.

Учитывая, что основным видом нагружения судовых корпусных конструкций является изгиб в сочетании с растяжением или сжатием, деформативность армированного полимерного композиционного материала при длительном действии нагрузки изучалась для случая чистого изгиба [1]. Испытания проводились на балках-полосках, имевших как комбинированное армирование, так и армирование только ткаными сетками. Возраст полимера к моменту загрузки образцов составлял 2 месяца. В процессе испытаний замерялась величина внешней нагрузки, прогибов, а также производилось наблюдение за характером трещинообразования с замером ширины раскрытия трещин. При этом постоянно действующая нагрузка на образец составляла примерно 0,7 кратковременной нагрузки, вызывающей появление трещин с величиной раскрытия 0,01 мм. Напряжения при этой нагрузке, подсчитанные по формуле а = M/W, были равны 50 кг/см2. Характеристики образцов, величины

начальных и конечных прогибов, а также подсчитанные по прогибам модули деформаций приведены в таблице.

В результате производившихся ежедневных замеров прогибов в процессе всего периода выдержки образцов под постоянной нагрузкой построен график изменения прогибов во времени (см. рисунок).

м

^ 0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

6Е-16

-0,1

1:, часы

1 - образцы с комбинированным армированием; 2 - образцы, армированные только ткаными сетками

Рисунок. График увеличения прогибов балок-полосок при длительном нагружении по схеме чистого изгиба

Таблица. Результаты испытаний образцов

при длительном нагружении по схеме чистого изгиба

№ Размеры Прочность Удельная Прогиб в Прогиб Модуль

образцов ПКМ во поверхность начале после 2-х деформации по

время арматуры, выдержки, месячной прогибам

загрузки, см2/см3 мм выдержки, В После 2-

кг/см2 мм начале, кг/см2 х месяцев, кг/см2

2 1200x150x35 600 1,79 0,20 0,37 2,30105 1,24105

3 1200x150x35 600 1,74 0,18 0,59 2,45 105 0,75105

Испытания проводились в условиях атмосферы закрытого помещения, температура и влажность воздуха в котором практически оставались постоянными на протяжении всего периода испытаний.

Как следует из таблицы и рисунка, в процессе выдержки образцов под нагрузкой величины их прогибов возрастали. При этом наиболее интенсивное нарастание прогибов имело место в первые дни выдержки образцов под нагрузкой, затем интенсивность нарастания прогибов значительно уменьшалась; после двухмесячной выдержки образцов под нагрузкой практически наступала стабилизация прогибов.

При сравнении поведения образцов с комбинированным армированием и образцов, армированных только ткаными сетками, было замечено, что нарастание прогибов под действием постоянной нагрузки во времени для образцов с комбинированным армированием протекает более интенсивно, причем период интенсивного нарастания прогибов для этих образцов вдвое длительнее, чем для образцов, армированных только ткаными сетками.

Более интенсивное нарастание деформаций во времени для образцов с комбинированным армированием, имевших сразу после приложения нагрузки значения прогибов и приведенных модулей деформаций, близкие к значениям тех же величин для образцов, армированных только ткаными сетками,

объясняется различием в характере трещинообразования армированном полимерном композиционном материале при одном и другом видах армирования.

Действительно, как показано выше, в образцах с комбинированным армированием первые трещины, появляясь и располагаясь в сечениях, включающих в себя поперечную стержневую арматуру, раскрываются сразу же на величину 0,01 мм. В то же время начальное раскрытие трещин, появляющихся в образцах, армированных только ткаными сетками, составляет 0,003^0,005 мм.

То же самое наблюдалось и при длительных испытаниях. При этих испытаниях жесткость образцов с комбинированным армированием уменьшалась более резко, а, следовательно, и интенсивность нарастания прогибов у них была также большей, причем ширина раскрытия появившихся трещин в течение всего периода испытаний оставалась практически неизменной, для образцов с комбинированным армированием - 0,01 мм и для образцов, армированных только ткаными сетками - 0,005 мм. Рост деформаций образцов происходил в основном за счет образования и появления новых трещин. Выявившееся в начале трещинообразования различие в жесткостях и прогибах образцов с комбинированным армированием и образцов, армированных только ткаными сетками, сохранялось практически неизменным до окончания испытаний (в течение 2 месяцев). В результате величина конечного прогиба (после двухмесячной выдержки, когда интенсивность нарастания прогибов выровнялась для обоих видов образцов) для образцов с комбинированным армированием примерно в 1,5 раза превышала величину конечного прогиба образцов, армированных только ткаными сетками.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Горев, Ю.А. Композиционные материалы на основе полиэфирных смол для судовых корпусных конструкций / Ю.А. Горев, В. Н. Ривкинд // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2009. - т. LIII. - № 4. - С. 19-34.

Rakityansky D.V.

Student

Astrakhan State Technical University (Astrakhan, Russia)

DEFORMABILITY OF REINFORCED POLYMER COMPOSITIONS UNDER PROLONGED LOAD ACTION

Abstract: in this article discusses the features, analysis and testing of deformation of reinforced polymer compositions under prolonged load action.

Keywords: deformation of reinforced polymer compositions, bending of reinforced polymer compositions.