8416073169

MATERIAŁY POMOCNICZE DO LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

ĆWICZENIE NR 12: OCENA WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH - WSTĘPNA OCENA STRUKTURY, PRÓBY ZGINANIA I TWARDOŚCI

PODSTAWOWE WIADOMOŚCI O PRÓBACH WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH

Opracował: dr inż. Andrzej Bełzowski

Wydział Mechaniczny Politechniki Wrocławskiej, Wydziałowy Zakład Wytrzymałości Materiałów

Wrocław, luty 2007

Na prawach rękopisu

1. WPROWADZENIE

Poszukiwania nowych materiałów o właściwościach lepszych od tych, jakimi cechują się materiały tradycyjnie stosowane w technice (stopy metali, drewno, ceramika budowlana itp.), doprowadziły do powstania grupy tworzyw określanych jako materiały kompozytowe lub po prostu kompozyty. Jedna z definicji kompozytu mówi, że jest to materiał, który został stworzony sztucznie (tzn. dzięki działaniu człowieka, a nie przez naturę), z co najmniej dwóch chemicznie różnych materiałów, których granica rozdziału zostaje w kompozycie zachowana i którego własności różnią się od własności łączonych ze sobą komponentów w zależności od ich udziałów objętościowych łub masowych. W dalszej części opisu ćwiczenia rozważa się kompozyty konstrukcyjne, których zasadniczym przeznaczeniem jest stosowanie w budowie elementów' konstrukcji przenoszących obciążenia.

Głównymi składnikami kompozytu konstrukcyjnego są:

•    osnowa (zwana niekiedy matrycą),

•    wzmocnienie (często stosuje się nie zalecany termin zbrojenie).

Osnowę stanowi mniej lub bardziej jednorodny materiał wypełniający przestrzeń pomiędzy elementami wzmacniającymi. Udział objętościowy osnowy V,„ wynosi zwykle 10-80%. Wzmocnienie mogą stanowić bardzo zróżnicowane materiały mające za zadanie zwiększenie wytrzymałości i sztywności kompozytu. Ze względu na rodzaj osnowy wyróżnia się:

•    kompozyty o osnowie metalicznej,

•    kompozyty o osnowie ceramicznej,

•    kompozyty o osnowie polimerowej.

Usytuowanie grupy kompozytów na tle innych grup materiałów inżynierskich przedstawia ogólna klasyfikacja pokazana na rys. 1 (wg Aschby’ego [1]).

ELASTOMERY

ł

POLIMERY ^    ^ SZKŁA

KOMPOZYTY

METALE    ^    ^ CERAMIKI

Rys. 1. Ogólna klasyfikacja materiałów inżynierskich wg [1]