Конструкционные неметаллические материалы значительно-менее устойчивы к воздействию эрозии, чем конструкционные металлы. Хорошими эрозионными свойствами обладают прочные эластомеры, однако из-за недостаточной жесткости они применяются лишь в качестве защитных покрытий жестких, но эрозионнонестойких материалов (разд. 9). Наиболее широкое применение в условиях эрозионного воздействия неметаллические материалы нашли в конструкциях экранов иллюминаторов и антенн аэрокосмических аппаратов. Эти элементы конструкции должны противостоять воздействию дождя, града и пыли без нежелательного ухудшения их характеристик пропускания. Условия эксплуатации являются чрезвычайно жесткими, и поэтому в течение последних 20 лет усиленно проводятся испытания материалов с целью оптимизации диэлектрических, конструкционных и эрозионных характеристик. Большинство опубликованных за этот период экспериментальных исследований дождевой эрозии упомянуто в библиографиях в работах [143,. 150]. О некоторых более ранних исследованиях сообщается в работах [112, 170].[ ...]
Деформация мягкого эластомера (в рассматриваемом случае— прозрачного образца натурального каучука) иллюстрируется рис. 18. Внешнее кольцевое повреждение представляет собой срыв или отслаивание поверхности, напоминающее волнистые структуры разрушения в пластичных металлах. В образце образуется глубокое отверстие вдоль центральной линии удара. Это разрушение происходит на поздней стадии удара, когда поверхность почти полностью вытягивается под каплей. Картина разрушения неопрена и полиэтилена аналогична картине разрушения натурального каучука. В непластифицировап-ном поливинилхлориде образуется внешняя кольцевая трещина герцевского типа и внутреннее кольцо поверхностного сдвига (рис. 19). Такое поведение является промежуточным между поведениями стекловидного ПММА и сильно растяжимого натурального каучука.[ ...]
Сделанный выше краткий обзор механизмов разрушения позволяет выделить три основных типа разрушения. Преобладающий механизм для конкретных условий удара зависит от механических свойств твердого тела. Конечно, значения этих свойств должны быть такими, чтобы материал мог выдержать очень высокие скорости деформации при ударе.[ ...]
Эрозионное разрушение под действием повторных ударов аналогично разрушению, возникающему под действием одиночного удара. Так, при испытаниях ПММА в роторной струйной установке полосы разрыва, а затем и канавки образуются вокруг неповрежденной центральной зоны. Основная особенность этих исследований состоит в том, что одиночный удар не может вызвать заметных разрушений при таких сравнительно низких скоростях удара. Появление трещин после нескольких тысяч ударов указывает на усталостный механизм разрушения с образованием первых трещин на поверхностных дефектах [70]. Вследствие изменений профиля поверхности скорость роста напряжения на некоторых поврежденных участках при дальнейшем ударном воздействии может превысить скорость роста напряжения при распространении обычной усталостной трещины. Поэтому эрозионное разрушение, вероятно, будет быстро расти от начала растрескивания до начала уноса массы.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлению
![Деформация ПММА при ударе водяной струи со скоростью .880 м/с. Средний диаметр основной кольцевой трещины ЗД мм [17].](/static/pngsmall/950005390.png)
![Кольцевая деформация поливинилхлорида (непластифициро-ванного) (а) и увеличенное изображение части деформированной поверхности (б) (видна внешняя хрупкая кольцевая трещина и внутренняя кольцевая трещина среза). Скорость удара 700 м/с [17].](/static/pngsmall/950005394.png)
![Влияние числа ударов, предшествующих эрозионному разрушению ПММА, на напряжение удара [32].](/static/pngsmall/950005404.png)