Воронеж, Воронежская область, Россия
Рассмотрен процесс трещинообразования образцов из композиционного материала, а также причины, вызывающие этот процесс. Для достижения поставленной цели решалась следующая задача: получить систематизированные и оптимизированные количественные данные о влиянии отдельных компонентов этого материала и синергетических эффектов их взаимодействия на свойства композита в целом. Исследование зависимости пределов прочности, модулей упругости и предельной растяжимости от конкретного содержания компонентов, вводимых в состав матрицы композита. Результаты экспериментов обрабатывались на ЭВМ, используя разработанную для этого программу.
синергетика, полимерный раствор, композит, прочность, деформации
Общеизвестно, что компоненты какого-либо материала проявляют свои свойства по-разному в отдельности, и находясь во взаимодействии.
Одним из главных и, в то же время, наиболее уязвимых с позиций эксплуатационных факторов элементов верхнего строения пути является железнодорожная шпала.
Как показывает статистика, в мировой практике строительства железных дорог наиболее распространенным материалом для них является древесина. Шпалы на ее основе составляют до восьмидесяти процентов от их общего числа, являясь в то же время наименее долговечными. Нормативные сроки службы деревянных шпал, пропитанных антисептиками, составляют тринадцать - девятнадцать лет, но в связи с интенсификацией грузопотоков и увеличением нагрузок и скоростей они снижаются до восьми - десяти лет.
В результате анализа работ, посвященных вопросам конструкции железнодорожного пути и его взаимодействия с подвижным составом, а также исследованиям работоспособности деревянных шпал, сделан вывод о том, что основными причинами небольшого срока их службы и, следовательно, дефицита является механический износ и гниение, особенно в узлах прикрепления рельсов к шпалам.
Нами был тщательно рассмотрен процесс трещинообразования образцов и причины, вызывающие этот процесс.
Для достижения поставленной цели решалась, в частности, следующая задача: получить систематизированные и оптимизированные количественные данные о влиянии отдельных компонентов этого материала и синергетических эффектов их взаимодействия на свойства композита в целом.
Описание основных структурообразующих компонентов полимерной матрицы (полимерного раствора), а также армирующих заполнителей, с кратким анализом их достоинств и недостатков, было рассмотрено в следующих работах [1, 2, 3, 4].
Предварительными исследованиями было установлено, что в композите полимерная часть занимает примерно 60 % объема строительного элемента призматической формы - 0,12 м (железнодорожная шпала типа А1), т.е. 0,07 м .
Нами были исследованы зависимости пределов прочности - Очи и осж, модулей упругости - Ечи, Есж и предельной растяжимости ερ от конкретного содержания компонентов, вводимых в состав матрицы композита [4]. Так, испытывали серии об-
1. Харчевников В.И., Плужникова О.П., Стородубцева Т.Н. Обоснование возможности использования полимербето-на ФАМ на андезите с различными видами армирования в качестве конструкционного материала железнодорожных шпал. Воронеж, 1991. 18 с. Деп. в ВНИИНТПИ 11.12.91, № 11156 ; Опубл. 14.01.92, БУДР Вып. 1.
2. Стородубцева Т.Н. Обеспечение трещиностойкости композиционного материала на основе древесины для железнодорожных шпал при отверждении и всестороннем увлажнении: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад, 1999. 20 с.
3. Стекловолокнистые полимербето-ны из древесных отходов / В.И. Харчевников, Л.Н. Стадник, Т.Н. Стородубцева [и др.] //Лесн. пром-сть. 1993. № 3. С. 19.
4. Композиционный материал на основе отходов лесного комплекса / В.И. Харчевников, Б.А. Бондарев, Т.Н. Стородубцева [и др.] : моногр. / под ред. В.И. Харчевникова. Воронеж: ВГЛТА, 2000. 296 с.
