Внутренне напряжённые полимерные композитные / металлические цилиндры: Производство, испытание и проверка качества упрощенной процедурой

 

Jован Радуловић

Никша Жегарац

 

В этой статье представлены детали изготовления многослойных цилиндров, состоящих из металлического вкладыша (изготовленного стандартными машинными методами) и полимерного композитного материала (изготовленного по технологии мокрой обмотки). Для изготовления многослойных цилиндров использовались три типа стальных вкладышей (у каждого вкладыша были три разных толщины стенки). Стекловолокно, пропитанное полиэфирной смолой, было намотано снаружи вышеупомянутых девяти вкладышей, и, таким образом изготовленные многослойные трубы подвергались воздействию внутреннего гидравлического давления с измерением деформаций в радиальном направлении.

Здесь показаны два типа результатов, полученных при гидравлическом испытании многослойных труб: одну группу представляют упругие характеристики, т. е. свойства испытуемых труб на границе упругости и вторую группу представляют конечные характеристики, т.е. свойства испытуемых труб во время распыления.

Здесь тоже проведён расчёт давления на пределе упругости по упрощенной процедуре. Сравнивая значения экспериментально определённого давления на границе упругости и расчётного давления на границе упругости, можно сделать вывод, что между этими двумя данными существует хорошее согласие. Значения экспериментально определённых радиальных деформаций на внешней поверхности многослойных труб на границе упругости и значения этого параметра, полученные путём расчёта упрощенной модели, также значительно близки.

На основании экспериментальных данных было определено влияние перехода от меньшего внешнего диаметра вкладыша на более широкий внешний диаметр вкладыша, а также, влияние толщины стенки вкладыша на характеристики многослойных труб, которые подвергались действию внутреннего гидравлического давления.

На основе введённого параметра, который представляет собой отношение гидравлического давления распыления и массы, сделан вывод о том, что полимерный композитный материал оказывает положительное влияние на гидравлическое давление распыления (увеличение) и на массу (уменьшение) упомянутых многослойных труб.

 

Ключевые слова: полимерные материалы, композитные материалы, цилиндр, труба, многослойный элемент, стекловолокно, полиэфирные смолы, мокрая обмотка, гидравлическое давление, эластичные характеристики, предел эластичности