doi: 10.52899/24141437_2025_03_317
УДК: 621.002.3

Исследование прочности полимерной матрицы под влиянием температурно-временного фактора

Соловьев А. А.
Язык статьи: русский
Ссылка для цитирования: Соловьев А.А. Исследование прочности полимерной матрицы под влиянием температурно-временного фактора // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2025. Т. 4, № 3. С. 317–325. DOI: 10.52899/24141437_2025_03_317 EDN: DJDWJU

Аннотация

Актуальность. Обширное распространение полимерных композитных (ПКМ) материалов в судостроительной отрасли подтолкнуло к изучению физико-механических свойств ПКМ и в том числе под влиянием температурно-временного фактора являются важными и своевременными. Это дополнительно подтверждается необходимостью совершенствования технологии использования полимеров в виде тонких антифрикционных покрытий в ответственных механизмах. Цель работы. Исследование прочности полимерной матрицы под влияния температурно-временного фактора. Достижение цели обеспечивается решением следующих задач. Подготовкой материалов и образцов для проведения опы- тов. Изучением изменения полимерной матрицы при различных температурах спекания композита. Исследованием этапа синтеза (роста) прочности полимера. Созданием математических моделей роста прочности полимера при разных температурах от 200 до 350°С. Исследование этапа падения прочности (деструкции) полимера. Методы. В качестве объекта исследований был выбран высоко востребованный в последнее время полиамид марки ПА-6/66-3. были использованы как теоретические методы исследования, так и эмпирический — высокотехнологичные опыты с использованием цифровых технологий и обработкой результатов с применением CAE программ. Результаты. Определено, что температура спекания полимерного материала определяет скорость роста прочности, а зависимость скорости роста прочности от температуры носит линейный характер. Показаны графики зависимости предела прочности от времени спекания при различных температурах, а также произведена аппроксимация экспериментальных кривых. Выявлено, что термическая деструкция полимера протекает до обусловленных значений предела прочности и имеет выраженную точку перегиба. Выводы. Определено, что закон роста-синтеза прочности можно представить как линейную зависимость от температуры спекания образцов. Касаясь вопроса об изменении коэффициентов в уравнении прямой скорости роста прочности, можно сказать, что они достоверно зависят от температуры плавления. Результаты исследований позволяют дать рекомендации по совершенствованию технологии изготовления изделий из дисперсного полиамидного материала. Ключевые слова: полиамидная матрица; предел прочности; изменение прочности; скорость роста прочности; полимер; температура; разрушение.

Список литературы

1. Журков С.Н., Нарзулаев Б.Н. Временная зависимость прочности твердых тел // ЖТФ. 1953. Т. 23, № 10. С. 1677–1688.
2. Петров В.А., Башкарев А.Я., Веттегрень В.И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб.: Политехник, 1993.
3. Носов В.В. Принципы акустико-эмиссионной диагностики процесса разрушения // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1994. № 7–9. С. 7.
4. Сагалаев Г.В., Симонов-Емельянов И.Д. Оценка свойств межфазного слоя в наполненных системах // Пластические массы. 1989. № 3. С. 48–51.
5. Стукач А.В., Соловьев А.А. Прочность и адгезия наполненных порошками и фуллереном С60 полиамидов. СПб.: Изд.–полгир. асс. высш. уч. зав., 2020. EDN: GYPTTD
6. Бартенев Г.М., Лавреньтьев В.В. Трение и износ полимеров. Л.:Химия, 1972.
7. Берг Л.Г. Введение в термографию. М.: Наука, 1969.
8. Айсс Н.С. Трение и изнашивание полимеров. В кн.: Трибология: Исследования и приложения: опыт США и стран СНГ. М.: Машиностроение; Нью-Йорк: Аллертон пресс, 1993. С. 176–189.
9. Соловьев А.А. Влияние эксплуатационных факторов на адгезионную прочность антифрикционных покрытий. В кн.: Актуальные проблемы морской энергетики: материалы одиннадцатой международной научно-технической конференции. СПб.: СПбГМТУ, 2022. doi: 10.52899/9785883036322_385_388 EDN: URYVGX