Особенности изгиба фторопластовой ленты с учетом разномодульности материала


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-185-194

Полный текст:


Аннотация

Рассмотрен технологический процесс изготовления фторопластовых уплотнительных колец путем наматывания ленточной заготовки на цилиндрическую оправку-калибр с последующей выдержкой под нагрузкой и дальнейшим разрезанием спирали на кольца, а также исследована возможность получения изделий методом холодного формоизменения заготовки, исключающая операцию термофиксации. Такая технология, учитывая, что фторопласт даже при очень низких температурах является высокопластичным материалом, представляется вполне реальной. Поэтому намотка ленты на оправку, выдержка спиральной заготовки без нагрева, но в условиях силового воздействия в течение времени, необходимого для завершения релаксационных процессов, и последующая разрезка на кольца позволят получать готовые кольцевые изделия требуемых размеров. Однако фторопласт имеет специфику механических свойств и обладает целым рядом особенностей, проявляемых при деформировании. Его деформационное поведение значительно отличается от поведения низкомолекулярных материалов, а поэтому требует обоснованного подхода при использовании существующей теоретической базы и разработке расчетных методик. Учитывая, что фторопласт – высокоплотный материал и имеет структуру с высокой степенью кристалличности, механизм протекания в нем деформаций в условиях силового поля во многом подобен поведению металлов, что позволяет использовать для расчета фторопластовых изделий методы и подходы, принятые в механике твердых тел. Однако применяемые расчетные формулы требуют определенной коррекции и адаптации к особенностям механических свойств фторопласта, одна из которых – его различная жесткость при растяжении и сжатии, что проявляется при наматывании ленточной заготовки на оправку. Фторопласт – разномодульный материал, его жесткость при сжатии больше, чем при растяжении, и вследствие этого при изгибе ленты нейтральная ось сечения смещается от центра тяжести в область сжатых волокон, а область растяжения возрастает. Высокая упругость при растяжении и возрастание этой области приводят к большему накоплению упругих деформаций, вызывающих пружинение после разгрузки и изменение размеров готового изделия. Это необходимо учитывать при расчете и проектировании инструмента-оправки, учитывая в расчетных формулах разномодульность материала или рассматривая сечение, приведенное к единой жесткости, но принимающее при этом некоторую другую форму. Разработанные авторами расчетные методики для обоих вариантов сечения, учитывающие прямо или косвенно разномодульность материала, не противоречат друг другу и достаточно точно подтверждаются опытными данными.


Об авторах

Г. А. Вершина
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Кандидат технических наук, доцент 

Адрес для переписки: Вершина Георгий Александрович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-76-64    oup@bntu.by



Л. Е. Реут
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент


Список литературы

1. Карякина, М. И. Технология полимерных покрытий / М. И. Карякина, В. Е. Попцов. М.: Химия, 1983. 336 с.

2. Брацыхин, Е. А. Технология пластических масс / Е. А. Брацыхин, Э. С. Шульгина. Л.: Химия, 1982. 328 с.

3. Тугов, И. И. Химия и физика полимеров / И. И. Тугов, Г. И. Кострыкина. М.: Химия, 2009. 432 с.

4. Каргин, В. А. Структура и механические свойства полимеров / В. А. Каргин. М.: Наука, 1979. 449 с.

5. Способ изготовления разрезного кольца из полимерного материала и устройство для его осуществления: пат. Респ. Беларусь 14191; МПК F16J 9/00, B21F 11/00 / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. Опубл.: 30.04.2011.

6. Способ изготовления разрезных защитных колец из полимерного материала: пат. Респ. Беларусь 19073 / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. Опубл.: 30.04.2015.

7. Гуль, В. Е. Структура и механические свойства полимеров / В. Е. Гуль, В. Н. Кулезнев. М.: Лабиринт, 1994. 370 с.

8. Вершина, Г. А. Анализ деформационного поведения фторопласта-4 в условиях силового воздействия / Г. А. Вершина, Л. Е. Реут // Весцi НАН Беларусi, сер. физ.-техн. наук. 2016. № 4. С. 23–30.

9. Вершина, Г. А. Упругопластический изгиб фторопластовой ленты при сворачивании в кольцо / Г. А. Вершина, Л. Е. Реут // Весцi НАН Беларусi, сер. физ.-техн. наук. 2017. № 2. С. 40–48.

10. Вершина, Г. А. Влияние упругого ядра на размеры кольцевого изделия при изгибе фторопластовой ленты / Г. А. Вершина, Л. Е. Реут // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 1. С. 21–31. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-1-21-31.

11. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов / В. И. Феодосьев. М.: Наука, 1967. 550 с.

12. Биргер, И. А. Сопротивление материалов / И. А. Биргер, Р. Р. Мавлютов. М.: Наука, 1986. 560 с.

13. Тимошенко, С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер ; пер. с англ. М.: Наука, 1979. 566 с.

14. Тимошенко, С. П. Механика материалов / С. П. Тимошенко, Дж. Гере ; пер. с англ. М.: Мир, 1976. 550 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Вершина Г.А., Реут Л.Е. Особенности изгиба фторопластовой ленты с учетом разномодульности материала. НАУКА и ТЕХНИКА. 2019;18(3):185-194. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-185-194

For citation: Vershina G.A., Reut L.E. Specific Features of Fluoroplastic Band Bending with Due Account of Various Modularity of Material. Science & Technique. 2019;18(3):185-194. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-185-194

Просмотров: 166

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)