Automation of Production Processesand Testing of Plates From Polymer Composite Materials

Abstract

Описан автоматизированный процесс изготовления образцов однонаправленных композитов на основе волокон различной природы (минеральных, химических, растительных) методом намотки. Испытания образцов проведены автоматизированным методом продольного изгиба с определением прочности, модуля упругости и предельной деформации при разрушении, с автоматической обработкой результатов и выводом протокола испытаний. Образцы углепластика имеют высокий модуль упругости 67 ГПа при низкой деформации 1,67 %, образцы композитов из полиакрилонитрильных нитей имеют высокую деформацию 6,35 % и низкий модуль упругости 4,8 ГПа. Прочность 1000-1200 МПа и модуль упругости 33-35 ГПа базальто- и стеклопластика сопоставимы. Образцы композитов на основе лубяных волокон конопли и льна сопоставимы с композитами из волокон ПАН по значениям прочности 100-127 МПа и модуля упругости 4,7-5,6 ГПа. Показана принципиальная возможность автоматизированного изготовления однонаправленных образцов композитов методом намотки и чувствительность автоматизированного метода испытаний продольным изгибом к упруго-прочным свойствам композитов из разных видов волокон. An automated process for manufacturing samples of unidirectional composites based on fibers of various natures (mineral, chemical, plant) using the winding method is described. The samples were tested using an automated longitudinal bending method to determine strength, elastic modulus and ultimate strain at failure, with automatic processing of the results and output of a test report. CFRP samples have a high elastic modulus of 67 GPa with a low deformation of 1.67%, samples of composites made from polyacrylonitrile yarns have a high deformation of 6.35% and a low elastic modulus of 4.8 GPa. The strength of 1000-1200 MPa and elastic modulus of 33-35 GPa of basalt and fiberglass are comparable. Samples of composites based on hemp and flax bast fibers are comparable to composites made from PAN fibers in terms of strength values of 100-127 MPa and elastic modulus of 4.7-5.6 GPa. The fundamental possibility of automated production of unidirectional composite samples by the winding method and the sensitivity of the automated longitudinal bending test method to the elastic-strength properties of composites from different types of fibers are shown.