Армированная резина - Reinforced rubber

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью от добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Армированная резина»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Июнь 2009 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья включает список литературы, связанное чтение или внешние ссылки, но его источники остаются неясными, потому что в нем отсутствует встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшить эта статья введение более точные цитаты. (Февраль 2019 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Фотография структуры волоконного армирования на резиновых изделиях сложной формы. ТАНИК

Армированная резина продукты - одна из самых больших групп композитные материалы, хотя их редко называют композитными материалами. Знакомые примеры автомобильные шины, шланги и конвейерные ленты.

Композитная армированная конструкция

Изделия из армированной резины сочетают в себе резина матрица и армирующий материал, поэтому можно достичь высокого отношения прочности к гибкости. Армирующий материал, обычно вид волокно, обеспечивает прочность и жесткость. Резиновая матрица с низкой прочностью и жесткостью обеспечивает воздухонепроницаемость и поддерживает армирующие материалы для сохранения их относительного положения. Эти положения имеют большое значение, поскольку они влияют на получаемые механические свойства.

Композитная структура, в которой все волокна нагружены одинаково везде под давлением, называется изотропной структурой, а тип нагрузки - изотензоидальной нагрузкой. Для соответствия изотензоидальной концепции геометрия конструкции должна иметь изотензоидный меридиональный профиль, а волокна должны располагаться по геодезическим путям. А геодезический path соединяет две произвольные точки на непрерывной поверхности кратчайшим путем.

Резиновые шланги прямые

Прямой шланг, армированный волокном, с углом армирования 54,7 градуса.

Армированные прямые шланги

Для достижения оптимальной нагрузки в прямой резине шланг волокна должны быть расположены под углом примерно 54,7 угловых градуса, также называемого магический угол. Магический угол 54,7 точно уравновешивает продольное напряжение, вызванное внутренним давлением, и кольцевое (окружное) напряжение, что наблюдается в большинстве биологических цилиндров с волоконной намоткой под давлением, таких как артерии. Если угол волокна изначально больше или меньше 54,7, он будет изменяться при повышенном внутреннем давлении, пока не достигнет магического угла, при котором окружные напряжения и продольные напряжения уравновешиваются, с соответствующими поправками в диаметре шланга и длине шланга. Шланг с изначально низким углом волокна поднимется под давлением до 54,7, вызывая увеличение диаметра шланга и уменьшение длины, тогда как шланг с изначально большим углом волокна упадет до 54,7, вызывая уменьшение диаметра шланга и увеличение длины. Состояние равновесия - угол волокна 54,7. В этой ситуации волокна, как правило, нагружаются исключительно от растяжения, поэтому ~ 100% их прочности противостоит силам, действующим на шланг из-за внутреннего давления. (Магический угол для цилиндрических форм в 54,7 угловых градуса основан на расчетах, в которых не учитывается влияние материала матрицы. Поэтому, в зависимости от жесткости используемого резинового материала, фактический угол равновесия может варьироваться на несколько десятых градуса от магический угол.)^{[нужна цитата ]}

Когда волокна армирующей конструкции размещаются под углами, превышающими 54,7 угловых градуса, волокна хотят переместиться на свой оптимальный путь под давлением. Это означает, что волокна переориентируются, пока не достигнут равновесия сил. В этом случае это приведет к увеличению длины и уменьшению диаметра. При углах меньше 54,7 градуса произойдет обратное. Изделие, в котором используется этот принцип, представляет собой пневматический мускул.

Армирование резиновых изделий сложной формы

Односильфонный резиновый компенсатор, усиленный тканевым слоем.

Для цилиндра постоянного диаметра угол армирования также постоянен и составляет 54,7 °. Это также известно как магический угол или нейтральный угол. Нейтральный угол - это угол, при котором раневая структура находится в равновесии. Для цилиндра это 54,7º, но для более сложной формы, такой как сильфон, который имеет изменяющийся радиус по длине изделия, этот нейтральный угол отличается для каждого радиуса. Другими словами, для сложных форм не существует одного магического угла, но волокна следуют по геодезической траектории с углами, изменяющимися с изменением радиуса. Чтобы получить структуру армирования с изотензоидальной нагрузкой, геометрия сложной формы должна следовать изотензоидному меридиональному профилю.

Технология нанесения арматуры

Армирующая ткань mil может применяться на резиновых изделиях с помощью различных процессов. Для прямых шлангов чаще всего используются такие процессы, как плетение, спираль, вязание и обертывание. Общим для первых трех процессов является то, что несколько прядей волокон наносятся на продукт одновременно по заранее заданному шаблону в автоматизированном процессе. Четвертый процесс включает ручное или полуавтоматическое обертывание резиновых листов, армированных тканевыми слоями. Для армирования резиновых изделий сложной формы, таких как сильфоны, большинство производителей используют эти армированные тканью резиновые листы. Эти листы изготавливаются путем каландрирования резины на предварительно тканые слои ткани. Продукты производятся путем наматывания (в основном вручную) этих листов на оправку до тех пор, пока не будет нанесено достаточно резины и армирования. Однако недостатком использования этих листов является то, что невозможно контролировать расположение отдельных волокон ткани при нанесении на сложные формы. Следовательно, невозможно получить геодезические пути и, следовательно, также невозможна изотензоидная нагрузка. Для получения изотензоидной нагрузки сложной формы она должна иметь изотензоидальный профиль, и требуется геодезическое расположение волоконной структуры. Это может быть достигнуто с помощью автоматизированных процессов намотки, таких как намотка нити или наматывание спирали.

использованная литература

• Koussios, S .; Nooij, S.M .; Бойкерс, А. «Герметичные конструкции и шланги: улучшенные структурные характеристики и гибкость за счет оптимального армирования волокном» (PDF). Факультет аэрокосмической техники, Делфтский технологический университет. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)