Решения XXV съезда КПСС подчеркивают, что основной проблемой современного развития является дальнейшее повышение качества и надежности изделий, их более эффективное использование в процессе эксплуатации. Это обязывает ученых, инженеров и других специалистов направить свои усилия и внимание на решение этой проблемы.
Создание современных инженерных сооружений, конструкций и изделий высокого качества и надежности связано с использованием высокопрочных материалов с заданными физико-механическими свойствами. К таким материалам относятся композиционные полимерные материалы, изготовленные на основе высоко'-прочного наполнителя в виде непрерывных нитей, тканей, рубленых волокон, шпона и т. д. и связующей матрицы.
Композиционные материалы наряду с высокой удельной прочностью обладают малой плотностью, а также низкой теплопроводностью, высокой химической стойкостью и теплостойкостью, антикоррозионными, электроизоляционными и другими свойствами, которые обусловили широкое применение их в различных отраслях народного хозяйства.
Из композиционных материалов изготавливают несущие элементы, ответственные детали и узлы в машиностроении, авиастроении, судостроении, строительстве и других отраслях техники. Применение этих материалов в различных ответственных изделиях требует обеспечения их высокого качества и надежности. Однако в процессе производства изделий из композиционных материалов появляются различные дефекты (раковины, поры, трещины, расслоения и т. п., нарушения ориентации и количественного содержания армирующего наполнителя), что приводит к изменению физико-механических свойств, ухудшению качества и надежности изделий.
Для оценки эксплуатационных свойств изделий и определения физико-механических характеристик используют различные ГОСТы, инструкции и другие нормативные документы, которые рекомендуют и регламентируют, как правило, разрушающие методы испытаний серии однотипных изделий и образцов материала, вырезанных из изделий или специально изготовленных. Такие методы не экономичны, так как связаны с разрушением дорогостоящих изделий.
Применяя подобные методы, можно определить статистические оценки значений прочности изделий путем выборочного контроля,
1* я
однако установить с их помощью прочность конкретного изделия нельзя. Кроме того, к наиболее ответственным деталям и изделиям в машиностроении предъявляются жесткие требования надежности. Все это вызывает необходимость производить сплошной контроль показателей прочности изделий.
В работе рассмотрены вопросы применения неразрушающих методов контроля изделий и конструкций из различных композиционных материалов, главным образом, стеклопластиков.
Преимущество этих методов заключается в том, что в результате испытаний не исключается возможность дальнейшей нормальной эксплуатации изделий. Кроме того, неразрушающие методы контроля позволяют, обеспечить производственный контроль изделий на различных этапах изготовления и эксплуатации, изучать изменение свойств структуры материала изделий, а также образование дефектов в ней. Из всей совокупности физико-механических свойств материалов, используемых для несущих конструкций, основным является прочность, которая определяет качество и эксплуатационную надежность изделия в целом.
Определение прочности материалов и конструкций связано с доведением их до предельного состояния — разрушения. Однако последние достижения в области физики твердого тела, электроники, математики позволяют оценить прочность изделия не разрушая его. Это достигается установлением эмпирических связей между прочностью и комплексом физических параметров, которые можно определять непосредственно в изделии, не разрушая его структуры.
Решение этой задачи связано с созданием комплекса соответствующей измерительной техники, методики определения физических характеристик и установления их взаимосвязей с характеристиками прочности материалов и изделий.
Методика, изложенная в данной работе, дает возможность получить значительный экономический эффект, а также повысить надежность и долговечность изделий. Методика неразрушающего контроля изделий была использована рядом отечественных предприятий при испытании ответственных деталей.
В книге главы 1 и 2 написаны А. И. Потаповым и Ф. П. Пек-кером, глава 3 — А. И. Потаповым, глава 4 — А. И. Потаповым и Ф. П. Пеккером.
Авторы выражают благодарность сотрудникам отраслевой лаборатории механофизики полимеров при Ленинградском технологическом институте им. Ленсовета канд. техн. наук О. О. Ка-рапетяну, канд. техн. наук В. Е. Полякову, А. Г. Усманову, В. Д. Клопову, В. В. Ромашову, И. В. Громовой, М. А. Евдокимовой за их помощь в проведении экспериментов и подготовке материалов данной работы.
Все пожелания и замечания читателей следует направлять по адресу: 191065, Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского 10, изд-во
(уМятпмилл ТППРЫЫРУ»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................ 3
Глава 1. Влияние состава и структуры композиционных материалов
на прочность изделий.................. 5
1.1. Особенности структуры полимерных композиционных материалов . . —
1.2. Дефекты структуры композиционных материалов в процессе их переработки в изделия.......................- 9
Глава 2. Теоретические основы неразрушающего контроля прочности
композиционных материалов............... 19
2.1. Влияние анизотропии на прочностные и упругие свойства..... —
2.2. Особенности условий работы изделий из композиционных материалов 24
2.3. Критерии прочности анизотропных материалов.......... 27
2.4. Косвенный метод определения характеристик прочности при сдвиге 34
2.5. Анализ расчетных зависимостей для определения напряжений в тонкостенной цилиндрической оболочке при осесимметричном давлении 38
2.6. Расчет прочности конструкций из анизотропных материалов .... 42
Глава 3. Методы и средства неразрушающего контроля....... 72
3.1. Общие принципы неразрушающего контроля физико-механических характеристик и структуры композиционных материалов...... —
3.2. Неразрушающие методы контроля прочности, структуры и дефектоскопии полимерных композиционных материалов......... 81
3.3. Методика прогнозирования качества и надежности изделий из композиционных материалов иеразрушающими методами....... 105
3.4. Анализ состава и структуры материалов неразрушающими методами 112
3.5. Методика и измерительная техника неразрушающих испытаний . . . 131
Глава 4. Экспериментальная оценка прочности материалов и изделий
без их разрушения ................... 143
4.1. Особенности методики механических и физических неразрушающих испытаний........................... —
4.2. Статистическая оценка связи между механическими и физическими характеристиками материалов.................. 151
4.3. Контроль прочности изделий из композиционных полимерных материалов ............................ 171
Список литературы......................... 187
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 10.
Магнитные приборы СИ. И. Кифер, В. В.
Клюев) 0 -
Намагничивание деталей ....... о
Размагничивание деталей после контроля ................... ,,
Преобразователи............ ;'-
Измерители магнитных характеристик 18 Определение магнитных характерно-тик в постоянных магнитных полях 18 Определение магнитных характеристик в переменных магнитных полях 22 Измерители магнитной индукции 24
Коэрцитиметры.........•,' ' '
Измерение параметров эффекта
Баркгаузена............. 28
Магнитопорошковый и магнитографический методы.............30
Связь магнитных полей нарушений сплошности с их геометрическими параметрами и магнитными свойствами материалов..........31
Аппаратура для магнитопорошкового
контроля............... 39
Особенности магнитопорошкового
метода ................ 47
Магнитографические дефектоскопы 56 Особенности магнитографического
метода ................ 58
Индукционные и феррозондовые дефектоскопы ................. 64
Индукционные магнитные дефектоскопы ................. 64
; Феррозондовые дефектоскопы .... 67
), ^Приборы для контроля толщины и ме-
I • 'ханических свойств материалов .... 71
:• Магнитные толщиномеры...... 71
\ Приборы ферритометрии...... 78
»• Приборы для контроля структуры
! и механических свойств....... 82
;• Список литературы .......... 88
Цена: 100руб.
