Введение
Раздел 1. Анализ литературных источников 11
1.1 Технология производства, сырьевой состав и прочностные свойства углеродных тканей 11
1.1.1 Исходное сырье и получение углеродных волокон 11
1.1.2 Классификация углеродных волокон 13
1.1.3 Армирование композиционных материалов углеродными тканями 14
1.1.4 Особенности технологии производства графитированных углеродных тканей 16
1.1.5 Особенности технологии производства углеродных тканей, выработанных из углеродных комплексных нитей 18
1.2 Модели структуры и прочностных свойств ткани 20
1.2.1 Геометрические модели структуры ткани 20
1.2.2 Механико-геометрические модели структуры ткани 21
1.2.3 Механико-аналитические модели структуры ткани 23
1.2.4 Математические модели прочностных свойств тканей 26
1.2.5 Компьютерные модели прочностных свойств тканей 29
1.3 Модели прочностных свойств композиционных материалов 31
1.3.1 Подходы к построению моделей прочностных свойств композиционных материалов 31
1.3.2 Критерии прочности композиционных материалов 32
1.3.3 Модели прочностных свойств полимерных композитов, армированных текстильными материалами 37
1.4 Структура, свойства и технология переработки полимерных компонентов композиционных материалов 43
1.4.1 Полимерный компонент армированного композиционного материалов 43
1.4.2 Структура термореактивных связующих полимерных композиционных материалов 45
1.4.3 Эпоксидные связующие 47
1.4.4 Отверждающие агенты эпоксидных связующих 50
1.4.5 Адгезионное взаимодействие компонентов полимерного композиционного материала 52
1.5 Технологии получения изделий из полимерных композиционных материалов 55
1.5.1 Основные сведения 55
1.5.2 Получение изделий из полимерных композиционных материалов 56
1.6 Выводы по разделу 59
Раздел 2. Исследование влияния строения и технологии производства углеродных тканей на их качество 60
2.1 Характеристики прочностных свойств углеродных нитей 60
2.1.1 Разрывная нагрузка и удлинение при растяжении углеродных нитей 61
2.2 Исследование углеродных тканей 63
2.2.1 Параметры строения ткани 63
2.2.1.1 Определение линейной плотности основных и уточных нитей углеродных тканей 63
2.2.1.2 Определение крутки основных и уточных нитей 64
2.2.1.3 Определение количества нитей на 10 сантиметров 64
2.2.1.4 Определение переплетения 65
2.2.2 Параметры структуры ткани 65
2.2.2.1 Прямые измерения параметров структуры ткани 65
2.2.2.2 Косвенные измерения параметров структуры 69
2.2.3 Характеристики физико-механических свойств тканей 70
2.2.3.1 Прочностные характеристики углеродных тканей 70
2.3 Оценка качества углеродных тканей 75
2.4 Выводы по разделу 76
Раздел 3. Теоретические и экспериментальные исследования области контакта углеродных нитей в тканой структуре 77
3.1 Теоретические исследования области контакта углеродных нитей в тканой структуре 77
3.2 Экспериментальные исследования области контакта углеродных нитей в тканой структуре 85
3.2.1 Методика определения характеристик контактных областей основных и уточных нитей 85
3.2.2 Определение радиальных деформаций в области контакта основных и уточных нитей 86
3.2.3 Определение механических характеристик углеродных нитей в радиальном направлении 88
3.4 Выводы по разделу 90
Раздел 4. Разработка механико-аналитической модели структуры углеродной ткани 91
4.1 Теоретические исследования взаимодействия основной и уточной нити в базовом элементе раппорта углеродной ткани 91
4.2 Определение параметров структуры углеродной ткани 100
4.3 Прогнозирование параметров структуры углеродной ткани 105
4.4 Экспериментальная проверка результатов прогнозирования 107
4.5 Выводы по разделу 109
Раздел 5. Разработка механико-аналитической модели прочностных свойств углеродной ткани 110
5.1 Теоретические методы прогнозирования характеристик прочностных свойств углеродной ткани при растяжении 110
5.2 Определение характеристик прочностных свойств углеродной ткани при растяжении 112
5.3 Прогнозирование характеристик прочностных свойств углеродной ткани 116
5.4 Экспериментальная проверка результатов прогнозирования 119
5.5 Выводы по разделу 122
Раздел 6. Разработка механико-аналитической модели прочностных свойств полимерного композиционного материала 123
6.1 Определение параметров структуры армированного полимерного композиционного материала 123
6.2 Теоретический метод прогнозирования характеристик прочностных свойств полимерного композиционного материала при растяжении 124
6.3 Исследование полимерного компонента композиционного материала 128
6.3.1 Определение типа связующего полимерного композиционного материала 128
6.3.2 Экспериментальные исследования отвержденного полимерного компонента 130
6.4 Прогнозирование параметров структуры и характеристик прочностных свойств полимерного композиционного материала 134
6.5 Экспериментальная проверка результатов прогнозирования 137
6.6 Выводы по разделу 142
Заключение 144
Список сокращений 145
Список условных обозначений 146
Список использованной литературы 149
Приложение А 166
Приложение Б 167
Приложение В 169
Приложение Г 171
Приложение Д 172
Приложение Е 174
Приложение Ж 176
Приложение И 177
Приложение К 182
