Научная статья на тему 'СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МНОГОСЛОЙНОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА'

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МНОГОСЛОЙНОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
312
62
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУДОСТРОЕНИЕ / ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ / СТЕКЛЯННЫЕ ВОЛОКНА / МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ / ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ / ИСПЫТАНИЕ НА ИЗГИБ / ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ / СТЕКЛОМАТ / СМОЛА / SHIPBUILDING / POLYMER COMPOSITE MATERIALS / GLASS FIBERS / MECHANICAL PROPERTIES / TENSILE TEST / COMPRESSION TEST / BENDING TEST / TENSILE STRENGTH / GLASS MAT / RESIN

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Алсаид Мазен, Саламех Али, Мамонтов Виктор Андреевич, Азизова Гюлага Уздановна

В данной статье рассматриваются механические свойства полимерных композитных материалов, применяемых в судостроении. С этой целью были изготовлены образцы из полимерных композитных материалов на основе стеклянных волокон и полиэфирной смолы. Объясняется методика изготовления образцов из полимерных композитных материалов для проведения механических испытаний. Методом механических испытаний определено влияние соотношения количества слоев ровинговой стеклоткани к количеству слоев стекломата при испытаниях образцов на растяжение, сжатие и трехточечный изгиб. В результате обработки данных, полученных в ходе исследования, установлено, что увеличение количества слоев ровинговой стеклоткани в составе полимерных композитных материалов увеличивает разрушающую нагрузку и предел прочности при растяжении и уменьшает данные значения при сжатии и трехточечном изгибе. Результаты, полученные в данной работе, являются основанием для определения механических свойств полимерных композитных материалов с разными схемами армирования при условии их применения в судовых конструкциях, в частности, как материал для судовых надстроек транспортных судов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Алсаид Мазен, Саламех Али, Мамонтов Виктор Андреевич, Азизова Гюлага Уздановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE RESULTS OF MULTI-LAYERED POLYMER COMPOSITE MATERIAL MECHANICAL TESTING COMPARATIVE ANALYSIS

The mechanical properties of polymer composite materials used in shipbuilding are examined in this article. The samples from polymer composite materials based on glass fibers and polyester resin were made for this purpose. The manufacturing samples technique from polymer composite materials for mechanical test operation is represented here. The influence of woven roving fabric layers number ratio to the number of glass-fiber mat layers under testing samples for expansion, compression and 3 point bending has been determined by mechanical tests method. As the data processing result obtained in the experiment course it has been determined that the number of woven roving fabric layers increase with polymer composite materials increases the breaking load and tensile ultimate strength and decreases these values under compression and 3 point bending. The results obtained in this article are the basis for identifying polymer composite materials mechanical properties with different reinforcement schemes in case of their application in ship structures such as a material for transport vessels superstructure .

Текст научной работы на тему «СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МНОГОСЛОЙНОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА»

УДК: 620.172/. 178.2

DOI: https ://doi. org/ 10.37890/jwt.vi63.73

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МНОГОСЛОЙНОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА

М. Алсаид

Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

A. Саламех

Каспийский институт морского и речного транспорта, г. Астрахань, Россия Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

B.А. Мамонтов

Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия Г.У. Азизова

Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Россия

Аннотация. В данной статье рассматриваются механические свойства полимерных композитных материалов, применяемых в судостроении. С этой целью были изготовлены образцы из полимерных композитных материалов на основе стеклянных волокон и полиэфирной смолы. Объясняется методика изготовления образцов из полимерных композитных материалов для проведения механических испытаний. Методом механических испытаний определено влияние соотношения количества слоев ровинговой стеклоткани к количеству слоев стекломата при испытаниях образцов на растяжение, сжатие и трехточечный изгиб. В результате обработки данных, полученных в ходе исследования, установлено, что увеличение количества слоев ровинговой стеклоткани в составе полимерных композитных материалов увеличивает разрушающую нагрузку и предел прочности при растяжении и уменьшает данные значения при сжатии и трехточечном изгибе. Результаты, полученные в данной работе, являются основанием для определения механических свойств полимерных композитных материалов с разными схемами армирования при условии их применения в судовых конструкциях, в частности, как материал для судовых надстроек транспортных судов.

Ключевые слова: судостроение, полимерные композиционные материалы, стеклянные волокна, механические свойства, испытание на растяжение, испытание на сжатие, испытание на изгиб, предел прочности, стекломат, смола.

Введение

Полимерные композитные материалы (ПКМ) в современной технике являются серьёзным конкурентом традиционным материалам, использующихся в разных областях промышленности на протяжении многих лет, в частности, стали и алюминию. Этот фактор объясняется собственными характеристиками ПКМ, поскольку они имеют высокую прочность и малый удельный вес, и в результате их применения масса конструкции уменьшается, что проводит к экономии расхода топлива транспортных средств. Также затраты на техническое обслуживание конструкции из ПКМ гораздо меньше, чем для конструкции из традиционных материалов, что компенсирует высокую стоимость технологии изготовления и себестоимость самых композитных материалов [1].

В связи с накопленным опытом применения ПКМ как в надводном, так и в подводном судостроении, в 2018 г. была переиздана новая редакция правил Российского морского регистра судоходства (РМРС) под новым названием «Конструкция и прочность судов из полимерных композиционных материалов», что свидетельствует о расширении роли данных материалов в будущем судостроении России [2].

Главным отличием ПКМ от традиционных материалов является их неоднородная структура, в которую входят два или более разных компонентов (армирующие элементы и смола), что проводит к тому, что на их механические свойства оказывают влияние множество факторов, основными из них являются:

- количество слоев армирующих элементов (наполнителей);

- механические свойства и химические характеристики используемых компонентов;

- метод изготовления и его параметры (температура и давление);

- ориентация волокон армирующих элементов относительно оси действия нагрузок;

- схема армирования и порядок укладки слоев армирующих элементов.

В работе [3] было исследовано влияние количества слоев армирующих элементов на предел прочности ПКМ при растяжении и установлено, что увеличение количества слоев приводит к увеличению разрушающих нагрузок; при этом предел прочности снижается за счет увеличения площади сечения. При исследовании свойства ПКМ на основе разных армирующих элементов было доказано, что предел прочности при растяжении ПКМ с углеродными наполнителями превосходит на 30% предел прочности ПКМ на основе гибридных наполнителей (углеродные +стеклянные) и на 37% - предел прочности ПКМ со стеклянными наполнителями [4]. Результаты работы [5] подтверждают, что ПКМ, содержащие армирующие материалы с углом ориентации волокон 35° имеют лучшие механические свойства при растяжении и изгибе. На основании исследований, проведенных в работах [6], [7] установлено, что от метода изготовления ПКМ со стеклянными волокнами (контактное формирование, напыление, прессование и вакуумное инфузия) сильно зависят их механические свойства при испытании на растяжение, срез, изгиб, сжатие и ударную вязкость. Исследование [8] количественным образом доказывает, что предел прочности при растяжении образцов, изготовленных с применением технологии вакуумной инфузии в 3 раза больше, чем предела прочности образцов, изготовленных ручной формовкой.

Целью исследования в данной работе является изучение влияния схемы армирования ПКМ на их механические свойства при растяжении, сжатии и изгибе. Объектом исследования служат образцы ПКМ на основе стеклянных волокон и полиэфирной смолы, изготовленных с разными схемами армирования.

1. Материалы и методы изготовления образцов для проведения испытаний

Новая редакция РМРС рассматривает применение в судовых конструкциях стеклянных, углеродных и арамидных волокон в качестве армирующих элементов, а полиэфирную, эпоксидную и винилэфирную смолы в качестве связующих для изготовления композитных материалов. С целью изучения влияния схемы армирования на механические свойства, а именно на пределы прочности ПКМ при растяжении, сжатии и изгибе были изготовлены 4 партии пластин (А, В, С, Э), в состав которых входят следующие компоненты:

1. стекломат марки ЕМС-600-1250-Е;

2. термореактивная ортофталевая полиэфирная смола «Яркопол-110»;

3. ровинговая стеклоткань (Рогожа) марки EWR 560. Основные характеристики выбранных компонентов приведены в Таблице 1 [9-11].

Пластины, изготовлены методом контактного формирования с ручной укладкой и имеют квадратную форму с размерами сторон 600 мм. Каждая пластина содержит 6 слоев армирующих элементов и отличается от других пластин отношением количества слоев ровинговой стеклоткани к количеству слоев стекломата. Схема армирования и структура изготовленных пластин показаны на рис. 1 и в таблице 2. Для исключения влияния других факторов на результаты испытаний были приняты следующие закономерности [12]:

- в каждый слой армирующего элемента добавлено 400 см3 полиэфирной смолы (по требованию технических нормативов материала);

Таблица 1

Физико-механические свойства выбранных компонентов

ЕМС-600-1250-Е Яркопол-110 EWR 560

Характеристика Значение Характеристика Значение Характеристика Значение

Поверхностная масса, г/м2 600 ± 7,5 Плотность, при = 23 °С, г/см3 1,131,14 Поверхностная масса, г/м2 560

Содержание связующего, % 3,5 ± 1,1 Изгибающее напряжение при разрушении, МПа 70-100 Содержание влаги, % < 0,15

Прочность на разрыв, Н > 160 Разрушающее напряжение при сжатии, МПа 90-140 Содержание за-масливателя, % 0,6 ± 0,2

Удельная разрывная нагрузка по вертикали, Н/мм 60 Относительное удлинение при разрыве, % 3-5 Разрывная нагрузка по вертикали, Н 2800

Удельная разрывная нагрузка по горизонтали, Н/мм 60 Прочность при разрыве, МПа 45-65 Разрывная нагрузка по горизонтали, Н 2800

- отвердение пластин обеспечивается использованием отвердителя марки «Бута-нокс М-50» (Вйапох М-50) с дозой 1 см3 для 100 см3 смолы для всех пластин;

- условия кондиционирования одинаковы для всех пластин - не менее 16 часов при температуре 23±2°С и относительной влажности 50±5%.

Рис. 1. Схема армирования изготовленных пластин

Таблица 2

Структура армирования изготовленных платин

Пластина Общее количество слоев Количество слоёв Ровинговой стеклоткани Количество слоёв стекломата Количество ровинговой стеклоткани / количество стекломата

А 6 - 6 0

В 6 2 4 1/2

С 6 3 3 1/1

Б 6 4 2 2/1

После оформления пластин необходимо их оставить для высыхания на 48 часов при температуре окружающей среды, и лишь затем происходит процесс их отрезки для получения образцов с размерами в соответствии с видом запланированного испытания с помощью ленточной пилы со скоростью резки не менее 9,5 м/мин, согласно

Г0СТу33345-2015 [13]. Все механические испытания образцов на растяжение, сжатие и изгиб были проведены на универсальной испытательной машине типа Р-5 с различными приспособлениями.

2. Результаты испытаний образцов на растяжение

Объектом исследования для определения влияния схемы армирования ПКМ на предел прочности при растяжении являются плоские образцы без головок длиной 250 мм и шириной 25±1 мм (рис.2), согласно ГОСТу 11262-2017[14].

Рис. 2. Образцы для проведения испытаний на растяжение

Испытуемый образец закрепляется между захватами машины Р-5 и нагружается вдоль его оси растягивающей нагрузкой F при фиксированной скорости перемещения захватов (У=5 мм/мин) (рис. 3)

Рис. 3. Закрепление образцы в машине при испытании на растяжение

В ходе испытаний определяется разрушающая нагрузка Fmax, при которой происходит разрыв образцов и на основе ее определяется предел прочности на растяжение о формулой:

(1)

А

где Ртах - разрушающая нагрузка, Н; А = Ь ■ И - площадь поперечного сечения образца, мм2.

Для каждой партии были испытаны 8 образцов, результаты которых приведены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты испытаний образцов на растяжение

Номер образца Партия

A B с Б

Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа

1 2530 134 2350 139 2450 140 2590 141

2 2250 119 2350 136 2410 132 2470 146

3 2160 116 2450 141 2520 167 2870 157

4 2230 119 2340 134 2540 139 2900 153

5 2020 108 2360 140 2550 138 2920 153

6 2100 106 2360 132 2740 154 2960 164

7 2260 120 2350 136 2740 139 3000 158

8 2190 123 2350 142 2780 147 3050 155

Средние значения 2218 118 2364 138 2591 144 2845 153

Представленный сравнительный анализ средних значений разрушающих нагрузок партий образцов (А B, С, D) на рис. 4 показывает, что с увеличением количества слоев роговиной стеклоткани относительно количества стекломата разрушающая нагрузка ПКМ растет на 6,58-9,8%. Также предел прочности ПКМ увеличивается с повышением количества слоев роговиной стеклоткани на 4,3-16,9% (рис. 5).

3000

2500

2000

1500

1000

500

1111

Рис. 4. Сравнение средних значений разрушающих нагрузок образцов при испытании на растяжение

Рис. 5. Сравнение средних значений пределов прочности образцов при испытании на растяжение

3. Результаты испытаний образцов на сжатие

Образцы для испытания с целью определения влияния схемы армирования ПКМ с разным соотношением количества слоев роговиной стеклоткани к количеству стекло-мата на предел прочности при сжатии были отрезаны из изготовленных ранее пластин в виде квадратной формы с размерами 10^10 мм (с отклонением ±0,2 мм), согласно (рис.6) ГОСТу 4651-2014 [15].

Рис. 6. Образцы для проведения испытаний на сжатие

Изготовленный образец помешают между опорными площадками так, чтобы его центральная вертикальная ось совпадала с центральной осью поверхностей опорных площадок, при этом необходимо обеспечить, чтобы торцы образца были параллельны поверхностям опорных площадок. В ходе испытаний на сжатие поверхности торцов образца могут скользить по опорным площадкам в разной степени, в зависимости от структуры поверхности образца и опорных площадок, поэтому между поверхностями образца и опоры машины размешают тонкую наждачную бумагу (рис. 7). На машине Р-5 образец нагружается силой сжатия перпендикулярно плоскости укладки слоев с помощью дополнительных опор при фиксированной скорости нагружения 1 мм/мин. Предел прочности ПКМ на сжатии определяется формулой (1) после определения значений разрушающих нагрузок в ходе испытаний образцов. В таблице 4 приведены результаты испытаний образцов на сжатие.

Рис. 7. Испытание образцы в машине на сжатие

Таблица 4

Результаты испытаний образцов на сжатие

Номер образца Партия

А В С Б

Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа

1 1320 166 1145 161 600 37 530 79

2 1140 147 1010 142 610 Э0 570 84

3 1310 167 1080 149 620 39 570 80

4 1390 181 1090 155 650 Э3 570 83

5 1450 183 1220 173 750 1 07 590 89

6 1740 220 1050 155 760 1 08 660 97

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7 1440 182 1100 160 830 1 19 740 99

8 1370 178 1070 153 850 1 20 760 107

Средние значения 1395 178 1096 156 709 1 02 624 90

Сравнение средних значений разрушающих нагрузок образцов (рис. 9) подтверждает, что повышение отношения количества слоев роговиной стеклоткани к количеству стекломата, приводит к снижению разрушающей нагрузки на 11,9-35,3% при сжатии. Этот факт, следовательно, ведет к уменьшению предела прочности ПКМ при сжатии на 11,76-34,6% для образцов, с увеличенным количеством слоев роговиной стеклоткани в структуре пластин (рис. 10).

Рис. 8. Сравнение средних значений разрушающих нагрузок образцов при испытании на сжатие

Рис. 10. Сравнение средних значений пределов прочности образцов при испытании на сжатие

4. Результаты испытаний образцов на трехточечный изгиб

Для проведения испытаний на изгиб были изготовлены образцы с прямоугольной формой длиной 200±2 мм и шириной 20±0,2 мм (рис. 11) согласно ГОСТу 4648-2014 и правилам РМРС [2]. Испытуемый образец, свободно лежащий на двух опорах, подвергают изгибу с постоянной скоростью в середине между опорами до его разрушения. В результате испытания определяют разрушающую нагрузку Fmax, прилагаемую к образцу (рис. 12). Скорость нагружения принимается 10 мм/мин поскольку ПКМ относятся к материалам, которые разрушаются, не показывая четко выраженного значения изгибающего напряжения при максимальной нагрузке. Предел прочности ПКМ при изгибе определяется по следующей формуле:

3^, • L ' 2b •h2

(2)

где Ь - расстояние между опорами, мм; Ь - ширина образца, мм; И - толщина образца, мм.

расстояние между опорами определяется по формуле:

L = ( 16 + 1 )h

(3)

35

Рис. 11. Образцы для проведения испытаний на изгиб

Рис. 12. Испытание образцы ПКМ в машине на изгиб

Результаты испытаний образцов ПКМ с разной схемой армирования при трёхто-чечном изгибе приведены в таблице 5.

Таблица5

Результаты испытаний образцов на изгиб

Номер образца Партия

А В С Б

Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа Ртах, кгс а, МПа

1 205 260 135 231 100 183 80 154

2 210 250 135 233 105 201 75 146

3 210 239 125 225 100 201 75 142

4 195 237 130 219 135 239 80 155

5 220 264 130 221 125 201 80 152

6 220 269 130 237 120 199 85 160

7 220 273 140 233 135 237 85 166

8 230 264 150 237 130 224 90 169

Средние значения 214 257 134 229 119 211 81 156

Сравнение результатов испытаний ПКМ при трёхточечном изгибе показывает, что увеличение количества слоев роговиной стеклоткани отрицательно влияет на значения разрушающей нагрузки и на предел прочности при изгибе, при этом разрушающая нагрузка уменьшается на 11,19-37,38%, а предел прочности - на 7,86-26,06%.

Рис. 13. Сравнение средних значений разрушающих нагрузок образцов при испытании на изгиб

Рис. 14. Сравнение средних значений пределов прочности образцов при испытании на изгиб

Заключение

В данной работе были проведены механические испытания образцов из ПКМ с разной схемой армирования, т.е. с разным соотношением количества слоев ровинговой стеклоткани марки EWR 560 к количеству слоев стекломата марки ЕМС-600-1250-Е. Исходя из результатов испытаний, можно сделать вывод о том, что увеличение количества слоев ровинговой стеклоткани в составе ПКМ увеличивает разрушающую нагрузку и предел прочности при растяжении, но уменьшает данные значения при сжатии и при трехточечном изгибе.

Список литературы:

1. Tawfik B. Weight reduction and strengthening of marine hatch covers by using composite materials/B. Tawfik, H. Leheta, A. Elhewy, T. Elsayed// International Journal ofNaval Architecture and Ocean Engineering. 2017. Vol. 9.Is. 2. Pp. 185-198. D01:10.1016/j.ijnaoe.2016.09.005.

2. Правила классификации и постройки морских судов. Часть XVI. Конструкция и прочность корпусов судов из полимерных композиционных материалов. - СПб: Российский морской регистр судоходства, 2018,151с.

3. Алсаид Мазен. Исследование прочностных характеристик полимерных композиционных материалов при растяжении/М.Алсаид, А. Саламех// Морские интеллектуальные технологии. -2019. - № 45. Т. 3. - С. 18-27.

4. Belgacema. L. Experimental investigation ofnotch effect and ply number on mechanical behavior of interply hybrid laminates (glass/carbon/epoxy) / L. Belgacema, D. Ouinas, J. A.V. Olay, A.A. Amadc// Composites Part B. - 2018. - Vol. 145. - Pp. 189 - 196. DOI: 10.1016/ j.compositesb.2018.03.026.

5. Rahmani H. Mechanical Properties ofCarbon Fiber/Epoxy Composites: Efects of Number of Plies, Fiber Contents, and Angle-Ply Layers/ H. Rahmani, S. Safarzadeh-Matin, S. H. M. Najafi, A. Ashori// Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2014. - Vol.33(8). Pp.733 - 740. DOI: 10.1002/pen.23820.

6. Карпов, Я.С. Композиционные материалы: компоненты, структура, переработка в изделия / Я.С. Карпов, О.В. Ивановская. - Харьков: Национальный аэрокосмический ун-т, 2001. - 153с.

7. Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. М.: Машиностроение, 1990. - 527с.

8. Максим. И. М. Технология формирования корпуса судна из листового композиционного материала/ И.М. Максим, АР. Рубан // Морские интеллектуальные технологии. - 2018. - № 1 (39). -С. 71 - 76.

9. Glass Emulsion Chopped Strand Mat. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://en.jushi.com /uploads/soit/jushiEN%20Products/EGlass%20Emulsion%20Chopped%20Strand%20MatE02.pdf (дата обращения: 11.02.2019).

10. Характеристики смолы «Яркопол-110». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://megaplast.org/images/pdfYarkopol_110.pdf (дата обращения: 11.02.2019)

11. Ровинговая стеклоткань марки EWR 560. ЕЗИМ. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https ://www. e-zim.ru/products/rovingovaya-tkan/ (дата обращения:10.02.2019).

12. Алсаид Мазен. Методика изготовления образцов из многослойных композиционных материалов для исследования их механических свойств / М. Алсаид, А. Саламех // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. -2018. -№ 4. - с. 16-23.

13. ГОСТ 33345. Композиты полимерные. Производство пластин для изготовления образцов для испытаний. Общие технические требования. - М.: Стандартинформ, 2015. - 24 с.

14. ГОСТ 11262.Пластмассы. Метод испытания на растяжение. - М.: Стандартинформ, 2018. -24 с.

15. ГОСТ 4648. Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб. - М. : Стандартинформ, 2015. - 34 с.

THE RESULTS OF MULTI-LAYERED POLYMER COMPOSITE MATERIAL MECHANICAL TESTING COMPARATIVE ANALYSIS

Mazen Alsaid

Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia Ali Salamekh

Caspian Institute of Sea and River Transport Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia Viktor A. Mamontov

Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia Gyulaga Y. Azizova

Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia

Abstract. The mechanical properties of polymer composite materials used in shipbuilding are examined in this article. The samples from polymer composite materials based on glass fibers and polyester resin were made for this purpose. The manufacturing samples technique from

polymer composite materials for mechanical test operation is represented here. The influence of woven roving fabric layers number ratio to the number of glass-fiber mat layers under testing samples for expansion, compression and 3 point bending has been determined by mechanical tests method. As the data processing result obtained in the experiment course it has been determined that the number of woven roving fabric layers increase with polymer composite materials increases the breaking load and tensile ultimate strength and decreases these values under compression and 3 point bending. The results obtained in this article are the basis for identifying polymer composite materials mechanical properties with different reinforcement schemes in case of their application in ship structures such as a material for transport vessels superstructure .

Key words: shipbuilding, polymer composite materials, glass fibers, mechanical properties, tensile test, compression test, bending test, tensile strength, glass mat, resin.

1. Tawfik, B., H. Leheta, A. Elhewy, and T. Elsayed. «Weight reduction and strengthening ofmarine hatch covers by using composite materials.» International Journal ofNaval Architecture and Ocean Engineering 9.2 (2017): 185-198. DOI: 10.1016/j.ijnaoe.2016.09.005.

2. Pravila klassifikatsii i postroiki morskikh sudov. Chast' XVI. Konstruktsiya i prochnost' korpusov sudov iz polimernykh kompozitsionnykh materialov. -SPb: Rossiiskii morskoi registr sudokhodstva, 2018,151s.

3. Alsaid M., A. Salamekh «Issledovanie prochnostnykh kharakteristik polimernykh kompozitsi-onnykh materialov pri rastyazhenii» (The research ofthe strength characteristics ofpolymeric composition materials under tension) Morskie intellektual'nye tekhnologii. 45 (2019): 18-27.

4. Belgacema. L., D. Ouinas, J. A.V. Olay, and A.A. Amado. «Experimental investigation ofnotch effect and ply number on mechanical behavior of interply hybrid laminates (glass/carbon/epoxy)» Composites Part B 145 (2018): 189 - 196. DOI: 10.1016/j.compositesb.2018.03.026.

5. Rahmani, H., S. Sairzadeh-Matin, S. H. M. Najafi, and A. Ashori. «Mechanical Properties ofCar-bon Fiber/Epoxy Composites: Effects of Number ofPlies, Fiber Contents, and Angle-Ply Layers.» Journal of Reinforced Plastics and Composites 33.8 (2014):733 - 740. DOI: 10.1002/pen.23820.

6. Karpov, YA. S, and O.V. Ivanovskaya. Kompozitsionnye materialy: komponenty, struktura, pere-rabotka v izdeliya. Khar'koV: Natsional'nyi aehrokosmicheskii un-T, 2001.

7. Lakhtin, YU.M. and V.P. Leont'eva. Materialovedenie. M.: MashinostroeniE, 1990.

8. Maltsev, I.M., and A. R. Ruban. «Technology ofthe hull formation irom sheet composite material.» Morskie intellektual'nye tekhnologii 1(39) (2018): 71-76.

9. Glass Emulsion Chopped Strand Mat. Web.11 Feb.2019. <http://en.jushi.com/uploads/soii/ jush-iEN%20Products/EGlass%20Emulsion%20Chopped%20Strand%20MatE02.pdf>

10. Kharakteri stiki smoly «Yarkopol -110». Web.11 Feb.2019. <http://megaplast.org/images/pdi/ Yar-kopol_110.pdi>

11. Rovingovaya steklotkan' marki EWR 560. EZIM. Web.10 Feb.2019 <https://www.e-zim.ru/ prod-ucts/rovingovaya-tkan/ >

12. Alsaid M., A. Salamekh «Metodika izgotovleniya obraztsov iz mnogosloinykh kompozitsionnykh materialov dlya issledovaniya ikh mekhanicheskikh svoistv» (The method of samples manufacturing irom multilayer composite materials to study their mechanical properties) Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Morskaya tekhnika i tekhnologiya. 4 (2018) : 1623.

13. GOST 33345. Kompozity polimernye. Proizvodstvo plastin dlya izgotovleniya obraztsov dlya ispytanii. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. - M.: Standartiniorm, 2015. - 24 s.

14. GOST 11262.Plastmassy. Metod ispytaniya na rastyazhenie. - M.: Standartiniorm, 2018. - 24 s.

15. GOST 4648. Plastmassy. Metod ispytaniya na staticheskii izgib. - M.: Standartiniorm, 2015. - 34 s.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

References:

Алсаид Мазен аспирант, аспирант кафедры «Судостроение и энергетические комплексы морской техники», Астраханский

Mazen Alsaid, the postgraduate student of Department of Shipbuilding and Power Complexes of Marine Engineering

государственный технический университет (ФГБОУ ВО «АГТУ»), 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16, e-mail: [email protected] Саламех Али, к.т.н., доцент, доцент кафедры «Судомеханических дисциплин», Каспийский институт морского и речного транспорта, филиал (ФГБОУ ВО «ВГУВТ»), 414000, г. Астрахань, ул. Никольская 6, e-mail: [email protected] Мамонтов Виктор Андреевич — д.т.н., профессор, профессор кафедры « Судостроение и энергетические комплексы морской техники», Астраханский государственный технический университет (ФГБОУ ВО «АГТУ»), 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16, e-mail: [email protected] Азизова Гюлага Уздановна - Старший преподаватель кафедры «Судостроение и энергетические комплексы морской техники», Астраханский государственный технический университет (ФГБОУ ВО «АГТУ»), 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16, e-mail: [email protected]

Статья поступила в редакцию 15.04.2020 г.

Astrakhan State Technical University, 16, Tatischev st, Astrakhan, 414056,

Ali Salamekh, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor Caspian Institute of Sea and River Transport, 6, Nikolskaya st, Astrakhan, 414000,

Viktor A. Mamontov — Doctor of Technical Sciences, Professor; Professor Astrakhan State Technical University, 16, Tatischev st, Astrakhan, 414056,

Gyulaga Y. Azizova - Senior Lecturer Astrakhan State Technical University, 16, Tatischev st, Astrakhan, 414056,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.