Усовершенствование экспериментальной установки и процедура исследования анизотропных вязкоупругих свойств композиционного материала при повышенных температурах
Ключевые слова:
анизотропная вязкоупругость, композиционный материал, экспериментальное исследование, повышенная температура, кривая релаксацииАннотация
Описан процесс модернизации установки, предназначенной для проведения длительных испытаний стальных и алюминиевых цилиндрических образцов на высокотемпературную ползучесть, под экспериментальные исследования анизотропных прочностных и вязкоупругих характеристик плоских композиционных образцов при повышенных температурах. Для реализации данной цели была предложена схема перестройки держателей образцов в экспериментальной машине, а также метод их крепления. Разработанный, спроектированный и построенный блок автоматического регулирования температурного режима электропечи позволил поддерживать повышенную температуру с достаточно малой погрешностью при продолжительной её работе и регулировать температуру нагрева в заданном диапазоне, что было необходимо для исследования механических свойств композиционных образцов. Проведение экспериментального исследования мгновенных и длительных механических свойств продемонстрировало эффективность усовершенствований, выполненных для экспериментальной установки, применительно к реализации такого рода экспериментов.Библиографические ссылки
Lubin, G. (Ed.) (1988). Spravochnik po kompozitsionnym materialam [Handbook of Composite Materials].Moscow: Mashinostroyeniye (in Russian).
Karpinos, D.M. (1985). Kompozitsionnye materialy. Spravochnik [Composite Materials. Directory]. Kyiv: Naukova dumka (in Russian).
Kravchuk, A.S., Mayboroda, V.P. & Urzhumtsev, Yu.S. (1985). Mekhanika polimernykh i kompozitsionnykh materialov [Mechanics of Polymer and Composite Materials].Moscow: Nauka (in Russian).
Kapitonov, A.M & Redkin, V.Ye. (2013). Fiziko-mekhanicheskie svoystva kompozitsionnykh materialov [Physico-Mechanical Properties of Composite Materials. Elastic Properties].Krasnoyarsk:SiberianFederalUniversityPubl. (in Russian).
Poberdrya, B.Ye. (1984). Mekhanika kompozitsionnykh materialov [Mechanics of Composite Materials].Moscow:MoscowUniversityPubl. (in Russian).
Ward,I.(1975). Mekhanicheskie svoystva tverdykh polimerov [Mechanical Properties of Solid Polymers].Moscow: Khimiya (in Russian).
Shen, M. (1974). Vyazkouprugaya relaksatsiya v polimerakh [Viscoelastic Relaxation in Polymers].Moscow: Mir (in Russian).
Christensen, R.M. (1974). Vvedenie v teoriyu vyazkouprugosti [Introduction to the Theory of Viscoelasticity]. Moskow: Mir (in Russian).
Adamov, A.A. & Matveenko, V.P. (2003). Metody prikladnoy vyazkouprugosti [Methods of Applied Viscoelasticity]. Ekaterinburg: UB RAS Publ. (in Russian).
Abot, J., Yasmin, A. & Jacobsen, A. (2004). In-Plane Mechanical, Thermal and Viscoelastic Properties of a Satin Fabric Carbon/Epoxy Composite. Compos. Sci. Technol., Vol. 64, pp. 263–268. doi: https://doi.org/10.1016/S0266-3538(03)00279-3
Chan, A., Liu, X.L. & Chiu, W.K. (2006). Viscoelastic Interlaminar Shear Modulus of Fibre Reinforced Composites. Compos. Struct., Vol. 75, pp. 185–191. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2006.04.058
Guojun, H. A Theoretical and Numerical Study of Crack Propagation Along a Bimaterial Interface with Applications to IC Packaging: a thesis … doctor of philosophy in engineering (Doctor thesis).NationalUniversityofSingapore. 2006.
Silva, P., Valente, T. & Azenha, M. (2017). Viscoelastic Response of an Epoxy Adhesive for Construction since Its Early Ages: Experiments and Modelling. Compos. Part B Eng., Vol. 116, pp. 266–277. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.10.047
Seifert, O. E., Schumacher, S. C. & Hansen, A. C. (2003).
Viscoelastic Properties of a Glass Fabric Composite at Elevated Temperatures: Experimental and Numerical Results. Compos. Part B. Eng., Vol. 34, pp. 571–586. doi: https://doi.org/10.1016/S1359-8368(03)00078-7
Ciambella, J., Paolone, A. & Vidoli, S. (2010). A Comparison of Nonlinear Integral-Based Viscoelastic Models Through Compression Tests on Filled Rubber. Mech. Mater., Vol. 42, pp. 932–944. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2010.07.007
Stanier, D.C., Patil, A.J. & Sriwong, C. (2014). The Reinforcement Effect of Exfoliated Graphene Oxide Nanoplatelets on the Mechanical and Viscoelastic Properties of Natural Rubber. Compos. Sci. Technol., Vol. 95, pp. 59–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.02.007
Shrotriya, P. & Sottos, N. (2004). Viscoelastic Response of Woven Composite Substrates. Compos. Sci. Technol., Vol. 65, pp. 621–634. doi: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2004.09.002
Park, S. J., Liechti, K. M. & Roy, S. (2004). Simplified Bulk Experiments and Hygrothermal Nonlinear Viscoelasticity. Mech. Time-Dependent Mater., Vol. 8, pp. 303–344. doi: https://doi.org/10.1007/s11043-004-0942-3
Tzeng, J. T., Emerson, R. P. & O’Brien, D. J. (2012). Viscoelasticity Analysis and Experimental Validation of Anisotropic Composite Overwrap Cylinders. Mech. Solids, Struct. Fluids, ASME, Vol. 8, pp. 1–8. doi: https://doi.org/10.1115/IMECE2012-87818
Kluev, V. (1982). Ispytatelnaya tekhnika: Spravochnik [Testing Equipment: Hanbook].Moscow: Mashinostroyeniye (in Russian).
Sathishkumar, T., Satheeshkumar, S. & Naveen, J. (2014). Glass Fiber-Reinforced Polymer Composites – a Review. J. Reinf. Plast. Compos., Vol. 33, pp. 1258–1275. doi: https://doi.org/10.1177/0731684414530790
Stickel, J. M. & Nagarajan, M. (2012). Glass Fiber-reinforced Composites: From Formulation to Application. Int. J. Appl. Glas. Sci., Vol. 3, pp. 122–136. doi: https://doi.org/10.1111/j.2041-1294.2012.00090.x
Yamini, S. & Young, R. J. (1980). The Mechanical Properties of Epoxy Resins. J. Mater. Sci., Vol. 15, pp. 1823–1831. doi: https://doi.org/10.1007/BF00550603
Jordan, J. L. & Foley, J. L. (2008). Mechanical Properties of Epon 826/DEA Epoxy. Mech. Time-Dependent Mater., Vol. 12, pp. 249–272. doi: https://doi.org/10.1007/s11043-008-9061-x
Ou, Y., Zhu, D., Zhang, H., Huang, L., Yao, Y. & Li, G. (2016). Mechanical Characterization of the Tensile Properties of Glass Fiber and Its Reinforced Polymer (GFRP) Composite Under Varying Strain Rates and Temperatures. Polymers., Vol. 8, pp. 1–16. doi: https://doi.org/10.3390/polym8050196
Dogan, A. & Atas, C. (2016). Variation of the Mechanical Properties of E-Glass/Epoxy Composites Subjected to Hygrothermal Aging. J. Compos. Mater., Vol. 50, pp. 637–646. doi: https://doi.org/10.1177/0021998315580451
Ferry, J. D. (1980). Viscoelastic Properties of Polymers. John Wiley & Sons.
ASTM D618-13 (2013). Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing. Am. Soc. Test. Mater. doi: https://doi.org/10.1520/D0618
ASTM D638-14 (2014). Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. Am. Soc. Test. Mater. doi: https://doi.org/10.1520/D0638-14
ASTM D2990-17 (2017). Standard Test Methods for Tensile, Compressive, and Flexural Creep and Creep-Rupture of Plastics. Am. Soc. Test. Mater. doi: https://doi.org/10.1520/D2990-17
ASTM D3039/D3039M-17 (2017). Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials. Am. Soc. Test. Mater. doi: https://doi.org/10.1520/D3039_D3039M-17
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2018 V. G. Martynenko, Yu. N. Ulianov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
