3 / 14
Определение параметров формования отверстий в неотвержденном тканом…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 9·2017 3
взаимодействия между стержнем и тканым препрегом считается
установившимся, а влияние реологических свойств [7] (т. е. восста-
новление среды после окончания процесса) не учитывается.
Процесс прокалывания происходит не мгновенно, для формиро-
вания отверстия требуется некоторое время. В исходном состоянии
нити в ткани искривлены, имеют форму вытянутой синусоиды и яв-
ляются идеально гибкими. При внедрении индентора нити основы
и утка вытягиваются, выпрямляются и работают только на растяже-
ние, при этом также наблюдается отклонение и искривление нитей
основы и утка от исходного направления. В результате в области
формируемого отверстия будут создаваться значительные растяги-
вающие напряжения, которые приводят или к разрушению волокон
в нитях, или в дальнейшем сохраняются в отвержденном материале
в виде остаточных напряжений. В предельном состоянии при макси-
мальном диаметре индентора крайние нити разрываются при нагруз-
ке, равной разрушающей для данного типа нитей в состоянии их пе-
реработки.
Эксперименты по прокалыванию отверстий индентором проводи-
лись в многослойных образцах из стеклоткани Т-13 и эпоксидного
связующего на основе смолы УП-643 в приспособлении, схематично
показанном на рис. 2. В нижней
1
и верхней
2
плитах приспособления
установлены центрирующие (направляющие) втулки с отверстиями,
равными диаметру индентора
и
.
d
Для предотвращения затягивания
нитей основы и утка в отверстие на выходе инструмента в центриру-
ющей втулке нижней плиты установлена раздвижная подкладная пла-
стина, состоящая из четырех подвижных секторов с фторопластовым
покрытием. Корпус приспособления снабжен обогревателем для сни-
жения вязкости препрега при формовании отверстий.
Для определения технологических параметров формования отвер-
стий методом прокалывания многослойные образцы тканого препрега
5
толщиной 2, 4, 6 и 8 мм прокалывались инденторами
4
с диаметрами
6, 7 и 9 мм. Толщина одного слоя препрега была равна 0,25 мм, общая
толщина
обр
h
пакета обеспечивалась установкой ограничительных
пластин
3
в приспособлении. Перед прокалыванием отверстий образ-
цы нагревались в приспособлении до температуры
обр
T
, равной 60, 70
и 80
С, что обеспечивало снижение вязкости связующего до прием-
лемого уровня. Измерялось максимальное значение силы продавлива-
ния индентора через образец и время перемещения стержня до полно-
го прохождения максимальным диаметром инструмента всей толщины
пакета. Результаты измерений представлены в табл. 1, где
Т
— темпе-
ратура препрега,
экс
t
— продолжительность прокалывания отверстия,
и
Р
— сила прокола.