ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Морфология и прочностные свойства из "Упрочненные газонаполненные пластмассы " Определение прочностных свойств ИП сопряжено с серьезными трудностями, поскольку все известные методы измерения механических характеристик обычных , т. е. изотропных пенопластов не позволяют учитывать то специфическое влияние, которое оказывает неравномерная плотность интегральных пен и, в частности, плотность и толщина поверхностного слоя и сердцевины материала [79, 214, 383, 427[. В самом деле, для сравнения прочностных свойств различных неинтегральных пенопластов вполне достаточно производить отбраковку образцов только по одному морфологическому параметру — кажущейся плотности. Напротив, как было показано выше (см. с. 54), для интегральных материалов при одинаковом значении параметра их прочностные свойства могут резко отличаться из-за различия других морфологических параметров — р , р , б ., б,,з, ОАр и т. д. [386 [. Например, вклад параметра в прочность (а ) изделия может достигать бОо/о [171]. [c.66] Важнейшими прочностными показателями ИП являются жесткость и прочность при изгибе, поскольку их удельные (в пересчете на единицу массы) значения превышают соответствующие показатели многих типов обычных пенопластов и монолитных полимеров. Напротив, другой важный прочностной показатель полимерных материалов — разрушающее напряжение при сжатии — в случае ИП является величиной весьма условной. В самом деле, значение этого показателя определяется в основном значением кажущейся плотности сердцевины пеноматериала, которая, в свою очередь, различается в несколько раз по сечению пеноблока [428]. Определенные трудности встречаются и при учете влияния неравномерностей макроструктуры на теплофизические и электрические свойства ИП 429]. [c.66] До последнего времени ни у нас в стране, ни за рубежом не были разработаны общегосударственные (национальные) стандарты определения физико-механических свойств ИП. В ряде стран существуют временные рекомендации по приготовлению и отбраковке образцов [379, 380, 405 ] и по проведению таких испытаний [38, 252, 333, 378, 426, 429]. [c.66] Перейдем теперь от этих значений общего характера к изложению основных теоретических представлений о взаимосвязи морфологии и свойств интегральных структур. Для начала заметим, что анализ существующих теорий, связывающих структуру и свойства обычных — неинтегральных пенопластов [381, 391 ], показывает, что ни одна из них не может быть использована для корректного расчета прочностных свойств интегральных структур ввиду неудовлетворительного соответствия расчетных и опытных данных. [c.66] Сравнение измеренных и рассчитанных по формулам (12) и (13) значений К для интегральных ПС и АБС обнаруживает их достаточно хорошее совпадение (табл. 4). [c.68] Для ИП-изделий цилиндрической формы жесткость пропорциональна р по расчетам Срона [38], при уменьшении р на 20% для сохранения той же жесткости б должна быть увеличена на 16%, что дает 7%-ную экономию сырья, но одновременно увеличивает продолжительность охлаждения изделий (из-за возрастания й ) на 10%. [c.69] В табл. 5 приведены значения коэффициентов А и В в уравнении (17) для ИП на основе различных полимеров. [c.70] В сопротивлении материалов расчетный аппарат таких трехслойных балок хорошо разработан и основывается на еще более упрощенных моделях, представляющих собой однокомпонентные балки (рис. 23, в—Э), плотность которых одинакова по всему сечению, а модуль упругости балки Е = Е . [c.70] Справедливость этих моделей и соответствующих расчетных формул была проверена Хоббсом для ИП на основе ПФО и ПК 382 ]. Сравнение результатов его расчетов с измеренной величиной прогиба весьма неожиданно самой точной моделью оказалась не модель б (рис. 23), наиболее часто используемая для расчетов, а модель г — отклонение расчетных данных [по нелинейной формуле (20)1 не превышало 1% (для ПФО) и 5% (для ПК). Кроме того, было найдено, что модель д также дает результаты более точные, чем модели бив, причем расчеты следует производить с помощью линейной формулы (19). [c.72] Нетрудно видеть, что в уравнение (41) не входят толщина поверхностной корки и модуль сдвига пенопласта. Тем не менее это уравнение позволяет гораздо точнее рассчитывать прочностные свойства ИП, чем уравнение (32), при выводе которого модель ИП представлялась в виде трехслойной панели. Действительно, для интегрального ППУ экспериментально измеренные величины Е и Ри равны соответственно 539 МПа и 394 кг/м , а вычисленные по уравнению (32)—соответственно 926 МПа и 422 кг/м . Это означает, что вычисленные по уравнению (41) величины прогиба отличаются от опытных примерно в 10 раз, тогда как рассчитанные из уравнения (32) — почти в 50 ( ) раз. [c.74] Сравнение двух приведенных расчетных методик является убедительным доказательством справедливости ранее (см. с. 52) высказанного положения точный расчет прочностных свойств данных материалов невозможен без введения параметров, количественно характеризующих основные морфологические единицы интегральных структур. [c.74] Дальнейшее развитие расчетного направления должно, по нашему мнению, опираться как на количественный учет других,, более тонких деталей морфологии ИП (анизотропность структуры, дисперсность ячеек по размерам и форме, доля сообщающихся ячеек, качество поверхности корки), так и на одновременное введение в расчетные формулы параметров, характеризующих специфику химического строения полимерной матрицы. [c.74] Вернуться к основной статье