Композитните части имат отлични свойства, които не могат да бъдат постигнати с други материали. Използването им е много универсално. Те се използват главно в космическата, морската и автомобилната индустрия. Те получиха допълнителна работа в електротехниката, електрониката, енергетиката и машиностроенето. Целта на работата е теоретичен поглед върху използването на композитни материали при проектирането на леки противопожарни надстройки за съществуващо мобилно оборудване, използвано в HaZZ SR и Lesy SR, което би увеличило представителността на противопожарното оборудване за горски пожари в непристъпни терени. да се използва в труден терен на планински гори, е необходимо да се следи теглото им по време на проектирането им. Предложенията ще се основават на предположението, че представянето на такава технология е ниско. По-специално липсват технологии, които биха могли да транспортират вода в обеми от 400 - 2000 л при трудни теренни условия на гората.
МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ
Композитните материали могат да бъдат дефинирани например като хетерогенни материали, състоящи се от два или повече компонента, които се различават значително по своите физични и химични свойства, които заедно придават на крайния продукт нови свойства, които нито един от неговите компоненти няма в себе си. Според това определение обаче композитите ще включват повечето естествени и синтетични материали и сплави. Следователно е необходима още по-точна дефиниция.
За да може многокомпонентният материал да се счита за композитен, той трябва да отговаря на определени условия, включително например (Campbell 2010; Kratochvíl et al. 2005; Ptáček 2002):
• обемната част на армировката в материала трябва да бъде по-голяма от 5%,
• Механичните, химичните и физичните свойства на матрицата и армировката са значително различни,
• Композитният материал трябва да се приготви чрез смесване на компонентите заедно.
* * * * *
Считаме композит за материал, получен чрез комбиниране на два или повече компонента с различен химичен състав и в същото време физико-механични свойства, където основният компонент е непрекъсната фаза (матрица), а вторичният компонент е прекъсната фаза (армировка), най-често в частици или влакнеста форма.
Кендер (2013)
* * * * *
Основните причини за използването на композитни материали в сравнение с други метални материали са да се намали теглото на конструкцията, като същевременно се постигне същата или по-висока якост. В сравнение със стоманата (таблица 1), полимерните матрични композити имат сравнима и по-висока якост, със специфично тегло около една четвърт.
| Раздел. 1: Сравнение на механичните свойства на материалите (уебсайт на компанията GDP KORAL) |
В момента има безброй видове композитни материали и се добавят нови. Поради тази причина е необходимо да ги класифицирате в групи или да ги класифицирате по някакъв начин. Композитните материали могат да бъдат разделени според различни аспекти и редица параметри. Основните деления са според материала на матрицата, според материала на армировката и според геометрията на армировката.
Чрез подходяща комбинация от матричен материал, армировъчен материал, геометрия на армировката и броя на отделните фази и други фактори се постигат специфичните свойства на получения композитен материал.
Матрицата от композитни материали може да бъде:
• метална матрица, подсилена с дълги влакна, както и частици,
• полимерна матрица, подсилена със стъкло, въглерод, арамидни влакна или неорганични частици,
• керамична матрица, подсилена с дълги или къси влакна, в някои случаи иглави частици,
• въглеродна матрица.
Най-важните метални матрици включват сплави от алуминий, магнезий, титан, никел, мед и други подобни. Материалите на керамичните матрици са предимно прахове от оксиди, карбиди, нитриди и бориди. Най-често използваните матрици обаче са полимерни и полиестерни смоли. (Мишек 2003)
Композитите могат допълнително да бъдат разделени според материала (Таблица 2) на армировката на (Campbell 2010; Kratochvíl et al. 2005; Ptáček 2002): с керамична армировка, с метална армировка, със стъклена армировка, с полимерна армировка, с въглеродна армировка и композити, подсилени с монокристали от влакна (мустаци).
| Раздел. 2: Основни механични свойства на избрани видове подсилващи влакна от композитни материали (Harangozóová 2006) |
РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЯ
За експеримента избрахме три проектирани пожарни резервоара, където първото решение беше направено от стомана, а второто решение от стъклени влакна. Избрахме еднаква дебелина на материала и за двата материала (6 мм).
| Фиг. 1: Основни размери на пожарните резервоари а) резервоар за Nissan Navara, б) резервоар за Land Rover Defender, в) резервоар за LKT |
Натоварихме избрани модели със сили, действащи на дъното и стените на резервоара, наводнени до горния ръб с вода. Размерът на товара, действащ на дъното на резервоара, е 1 000 Pa/m2.
| Фиг. 2: Анализ на якостта на избрани пожарни резервоари а) резервоар за Nissan Navara, б) резервоар за Land Rover Defender |
На избрани модели наблюдавахме промяната в теглото и две основни механични свойства: якост и деформация. Сравнение на получените тегла на пожарните резервоари, използващи материала стомана и фибростъкло, е дадено в табл. 3.
| Раздел. 3: Сравнение на тежестите на пожарните резервоари |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Възможността за практическо използване на композити често се влияе от два основни фактора. От една страна, има отлични механични свойства и, от друга страна, относително сложна технология на производство и относително по-висока цена, което в момента влияе върху възможността за практическо приложение на тези строителни материали.
В момента голям акцент се поставя върху разработването на материали, които се използват в почти всяка обработваща индустрия. Съществуващите материали като стомана, алуминий или магнезий вече са ограничени и трябва да бъдат разработени нови материали, които да отговарят на изискванията с по-високи изисквания. Последната тенденция са композитните материали, които са много леки и имат добри механични свойства.
* * * * *
Основните причини за използването на съвременни материали, при решаването на надстройки за базови машини, използвани за гасене на пожари, като стъкло или. въглеродните влакна представляват намаляване на теглото на компонентите, като същевременно увеличават якостните свойства, намаляват разхода на гориво и увеличават параметрите за безопасност.
* * * * *
ТЕКСТ/СНИМКА: Михаела ХНИЛИЧОВА Ричард ХНИЛИКА, Технически университет в Зволен
Рецензент: Добрански Йозеф, инж., Д-р.