Сравнение несущей способности формованных

May 22, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 14756 (2022 г.) Цитировать эту статью

689 Доступов

3 цитаты

Подробности о метриках

Настоящее исследование представляет собой исследование влияния массовой доли (мас. %) и длины волокна исходного сырья (FFSL) на несущую способность (BS) болтовых соединений в композитах из полипропилена (ПП), армированных стекловолокном (GFR), изготовленных методом литья под давлением. . Исследование проводилось для отверстий, полученных литьем или механической обработкой. Для обработанных отверстий обсуждалось влияние параметров сверления (подачи и скорости) на BS. Замечено, что BS уменьшался по мере увеличения FFSL. BS как формованных, так и просверленных образцов был улучшен за счет увеличения мас.% стекловолокна. При этом у формованных образцов наблюдалось несколько лучшее BS, чем у просверленных у всех образцов. Влияние условий бурения на BS оказалось незначительным для просверленных отверстий в ПП, армированном длинными волокнами, где наиболее значимым фактором был вес.%. Однако для ПП, армированного короткими волокнами, скорость шпинделя была наиболее значимым фактором, за которым следовала подача, тогда как весовой процент имел наименьшее влияние. Морфологический режим разрушения образцов указывает на то, что для залитых образцов аккуратные образцы из полипропилена разрушались при чистом режиме подшипника, тогда как образцы GFR/PP разрушались при разрушении в смешанном режиме (подшипник и чистое натяжение). Что касается механически обработанных образцов, все образцы разрушились при смешанном разрушении, за исключением образцов с наибольшим массовым %, которые разрушились при чистом растяжении.

В последнее время использование термопластических материалов неуклонно растет, поскольку они обладают уникальным набором свойств. Соотношение прочности и веса, устойчивость к окружающей среде, быстрая обработка, превосходные характеристики при высоких температурах и возможность вторичной переработки — вот некоторые из преимуществ термопластов, которые благоприятствуют их использованию по сравнению с другими материалами1,2,3. Добавление волокон широко используется при армировании композитов на полимерной основе, чтобы повысить надежность их применения. Чтобы использовать армированные волокном полимеры (FRP) в качестве структурного элемента, эти материалы должны соответствовать некоторым требованиям, таким как жесткость, прочность, долговечность, ударопрочность и устойчивость к раздавливанию, чтобы быть более полезными при производстве и сборке критически важных компонентов2. Различные автомобильные детали производятся с использованием термопластов, армированных волокном, поскольку их легкий вес был продемонстрирован ненесущими4 и ненесущими полунагруженными деталями. К этим деталям относятся аккумуляторные ящики5,6,7, аварийные боксы8, легкие колеса9, передние модули10, автомобильные сиденья11,12, листовые рессоры13 и капоты14. В частности, GFR/PP, по-видимому, имеет хороший потенциал для применения в строительстве сборных конструкций, таких как дома, барьеры, балки и настилы мостов в области гражданского строительства15. Вайдья и Чавла16 спроектировали и изготовили прочное автобусное сиденье из GFR/PP, обеспечивающее экономию веса и общей стоимости производства на 43% и 18% соответственно по сравнению с обычно используемыми конструкциями сидений.

Соединения представляют собой один из таких важнейших компонентов, где болты служат основным средством соединения стеклопластиков в конструкциях, строительстве самолетов, аэрокосмической отрасли, автомобильной техники и других инженерных приложениях с высокими характеристиками, включая спортивные товары, ветроэнергетические конструкции и медицинское оборудование17. 18,19,20,21,22,23. Было обнаружено, что прочность соединения GFR/PP подходит для конструкции листовой рессоры, и, следовательно, эти типы материалов могут использоваться для совместных применений24,25,26. Кроме того, Анандакумар и др.27 получили превосходные характеристики рычага управления GFR/PP как несущего компонента системы подвески по сравнению со сталью. Конструкция соединений представляет особый интерес для конструкций из стеклопластика, поскольку соединения представляют собой самое слабое место в композитной конструкции и способность композитного материала перераспределять локальные высокие напряжения за счет текучести20. BS – важное свойство, которое необходимо учитывать при совместном проектировании.