Сравнение физико-механических свойств композиционного материала производства фирмы ООО «Эволюшн Моторс» с различными металлическими материалами. В таблице 1 приведены физико-механические характеристики композиционного материала изготовленного ООО «Эволюшн Моторс». Испытания проводились лабораторией неметаллических материалов ОАО «НПП «Звезда». Таблица 1. Физико-механические характеристики композиционного материала изготовленного ООО «Эволюшн Моторс». Наименование показателя Плотность материала, г/см3 Прочность при разрыве, МПа Модуль упругости при растяжении, МПа Разрушающее изгибающее напряжение, МПа Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2 Величина показателя Метод измерения ГОСТ 15139-69 1,72 ГОСТ 11262-80 277 ГОСТ 9550-81 5,1*103 ГОСТ 4648-71 155 ГОСТ 4647-80 172 В таблице 2 приведены физико-механические характеристики различных металлических материалов из справочника авиационных материалов [1]. Таблица 2 Физико-механических показателей различных материалов. Наименование материала Наименование показателя 1 Плотность материала, г/см3 Допускаемое напряжение при растяжении (статическая нагрузка), МПа Сталь 3 Сталь 45 Дуралюмин Д16 2 3 4 Алюминиевомагниевый сплав АМг6 5 7,8 7,8 2,8 2,6 125 200 270 147 1 Модуль нормальной упругости, МПа Допускаемое напряжение при изгибе (статическая нагрузка), МПа Ударная вязкость, кДж/м2 2 3 4 5 210*103 200*103 6,8*103 6,9*103 140 240 270 147 784 882 230 392 При указанных в таблице 2 значениях допускаемых напряжений в материале не происходит значительных деформаций, способных разрушить конструкцию. Значения в таблице 1 получены при разрушении материала, поэтому для корректного сравнения необходимо учитывать коэффициент запаса прочности. Если этот коэффициент равен 2 (нагрузки, возникающие в материале в 2 раза меньше, чем максимально возможные), то значения прочности и напряжения при изгибе необходимо уменьшить в 2 раза и полученные цифры сравнивать со значениями таблицы 2. Таким образом можно составить сравнительную таблицу. Таблица 3 Сравнение физико-механических показателей различных материалов Показатель Ст 3 Ст 45 Материал Д16 АМг6 Плотность материала, 7,8 7,8 2,8 2,6 г/см3 Допускаемое напряжение 125 200 270 147 при растяжении, МПа Модуль нормальной 210*103 200*103 6,8*103 6,9*103 упругости, МПа Допускаемое напряжение 140 240 270 147 при изгибе, МПа Ударная вязкость, кДж/м2 784 882 230 392 Композит 1,72 138,5 5,1*103 77,5 172 По величине допускаемого напряжения при растяжении композит близок к показателям стали 3 и алюминиевого сплава АМг6, при этом легче в 4,5 и 1,5 раза соответственно. Но чистое растяжение характерно для канатов, а для корпусных конструкций наиболее характерной нагрузкой является изгиб. При изгибе в любом сечении конструкции возникают одновременно растяжение и сжатие. Для пластичных материалов (алюминиевые, медные сплавы и пр.) допускаемое напряжение при обоих видах воздействий одинаково, поэтому допускаемые напряжение при изгибе и растяжении равны для этих материалов. По величине допускаемого напряжения при изгибе композит почти в 2 раза проигрывает стали 3 и сплаву АМг6. Если взять равнопрочные балки из этих трех материалов, то стальная балка будет тяжелее композитной в 2,5 раза, но композитная будет тяжелее, чем балка из АМг6 в 1,25 раза. Модуль упругости это величина характеризующая жесткость материала. Значение для композита близко к значениям для алюминиевых сплавов, но практически в 40 раз проигрывают сталям. Ударная вязкость характеризует устойчивость материала к воздействию ударной нагрузки, по сути, хрупкость материала. Ударная вязкость композита в 0,5 меньше, чем у Д16 и в 2 раза меньше чем у АМг6. Для сталей этот показатель гораздо больше. Таким образом, можно сказать, что в качестве конструкционного материала для судостроения представленный композит близок по своим характеристикам к алюминиевым конструкционным сплавам. По жесткости и сопротивлению удару композит значительно проигрывает сталям, но гораздо легче. [1] – сведения из справочника в 9 томах «Авиационные материалы», изд. МАП. ВИАМ – 1975 г.