60. Изготовление панельных и сандвичевых конструкций

Сандвичевые конструкции: Состоят : облицовочные несущие пластины, толстая легкая сердцевина –заполнитель, адгезионные слои (смачивают и соединяют основу).

Несущие пластины – ↑ жесткость на изгиб и сдвиг, передают и несут нагрузку. Заполнитель – ↑ устойчивость, передает сдвиговую нагрузку по толщине КМ.

Облицовочные пластины: стекло-, угле-, боро-пластики, Al, Ti, сталь.

Заполнители: базальтовое дерево, пены (ПВХ).

Адгезионные материалы: продукты реакции отверждения термореактивных смол.

Сотовые конструкции: Изготавливают: растяжением и рифлением. Свойства определяются формой, размером ячеек, толщиной. Материал сотовых струк-тур: крафт бумага (35% ФФС). Al, Ti – сплавы (фольги), стеклопластики, ара-мидная бумага. Работает на сжатие – растяжение, заполнитель – на сдвиг. Высокая жесткость, низкая плотность. Виды разрушения: разрыв несущей пластины, поперечный сдвиг , локальное смятие, потеря устойчивости, образование гофр, потеря устойчивости несущей пластины (морщины.)

61. Испытания сандвичевых конструкций.

Для сандвичевых различной толщины с Al листами получено ↑ жесткости материала без ↑ массы. Получение жестких на изгиб и сдвиг облицовочных материалов - препрегов на основе С – углеродных волокон (стеклоткани и других текстильных материалов, пропитанных заданным количеством связующего), создание сотовых структур заполнителя с ↓ плотностью и ↑ соотношением (σ)в/Е (жесткости), получение связующих (клеевых соединений) с ↑ (σ)в и жестких поверхностных покрытий, ↓ ТС отверждения и ↓ давления, получение ↑ звукоизоляционных свойств позволили создать эффективные сандвичевые несущие конструкции для самолетов и ракет, транспортных контейнеров, обшивки самолетов, морских судов, деталей машин.

62. Прочность сварных соединений в условиях агрессивной среды

Эрозия от удара твердых частиц–износ поверхности. Кавитационная эрозия – образование пузырьков на поверхности М в жидкости. Насыщенный пар ↑ давление → всхлопывание периодически вызывает разрушение поверхности (турбин) . Ударное воздействие жидкости (паротурбин) до-, сверх-, гиперзвуковое →к потери массы.

Вибрационная кавитация и эрозионная коррозия (хим.+ механ. воздействие).

Эрозия от воздействия среды. Среда (газ,вода) → к пленке на поверхности М с ↓↑ сцеплением. Рост пленки ↑(ε), ↑ (σ)растяжение .

Поток агрессивного газа с твердыми частицами при ↑ давлении (>1000МПа), ↑ (v), (> 10 м/с) ↑ ТºС(>1000ºС), прикладываемый циклически в трубных изделиях приводит к эрозии поверхности за счет усталостных явлений при расширении и сжатии трубы → исчерпании запаса пластичности. Эрозии от соударения с твердыми частицами → турбулентный поток агрессивного газа.

Для защиты необходим биметалл Ст.- Тугоплав М

63. Усталость материала. Пределы усталости и выносливости, живучесть материала

Методы испытания на усталость. Усталость - возникновение и развитие трещин под действием многократных повторных нагрузок. Выносливость – свойства сопротивляться разрушению от усталости. База испытаний N– циклов. Коэффициент перегрузки Rn=σр/σ(п.в.) где σр действующее напряжение σ(п.в.) предел выносливости (напряжение выдерживаемое Ме определенное количество циклов). Коэффициент несимметрии цикла К=σmax/σmin .Cимметрия цикла К= - 1. Предел выносливости σw –1 - это усталостная прочность - напряжение выдерживаемое Ме определенное большое количество циклов 105,107,109. Предел усталости – напряжение, которое может выдержать металл неограниченного количество циклов.

Методы испытания на усталость. Долговечность-свойство металла выдер-живать до разрушение N повторных нагружений (циклов). Живучесть -период работы изделия с усталостной трещиной до разрушения. Циклическая прочность характеризуется циклической вязкостью Δ w (способностью металла поглощать энергию в необратимой форме при действии на него циклических повторяющихся напряжений). Циклическая вязкость -способность металла поглощать энергию колебаний (демпфировать) при резонансных явлениях и срезать напряжения у концентраторов напряжений за счет пластической деформации.

Циклический коэффициент чувствительности к надрезам. ν = ЕΔ w / σw Е-модуль нормальной упругости, Δ w циклическая вязкость σw предел усталости (выносливости).

Усталость металлов (материалов). Наличие концентратора напряжений ↓ предел выносливости. С ↑ (σв) и размеров образца чувствительность к кон-центраторам напряжений ↑ . Возникновение трещин усталости определяется концентрацией касательных напряжений (τ). Статистический метод опре-деляет предел выносливости как напряжение при котором вероятность разру-шения образца на данной базе составляет 50%. Повышение усталостной прочности и снижение чувствительности к концентраторам напряжений достигается поверхностным упрочнением (ХТО, наклепом, лазерной и взрыв-ной обработками).

Машины для испытаний на выносливость: нагружение от кривошипного или кулачкового механизма. Консольный образец (круговой изгиб). Листовой материал (плоский изгиб). Повторно-переменное кручение. Универсальная инерционная машина (растяжение, сжатие, изгиб, кручение). С гидроим-пульсным нагружением и электродинамическим методом.

Концентрация напряжений значительное увеличение напряжений у отверс-тий (резких изменения формы). Масштабный фактор отношение предела вы-носливости образцов диаметром 10мм к пределу выносливости.