Voronezh, Voronezh, Russian Federation
The process of samples cracking from composite material, as well as the causes of this process is considered. To achieve this goal the following tasks were solved: to get systematized and optimized quantitative data on the effect of the individual components of this material and synergistic effects of their interaction on the properties of the composite as a whole. Study of the dependence of ultimate strength, elastic modulus, and ultimate elongation of the specific contents of components introduced into the composition of the matrix of the composite was made. The experimental results were processed on a computer using software developed for this.
synergy, polymer solution, composite, strength, deformation
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. Kharchevnikov V.I., Pluzhnikova O.P., Storodubtseva T.N. Obosnovanie vozmozhnosti ispol´zovaniya polimerbeto-na FAM na andezite s razlichnymi vidami armirovaniya v kachestve konstruktsionnogo materiala zheleznodorozhnykh shpal. Voronezh, 1991. 18 s. Dep. v VNIINTPI 11.12.91, № 11156 ; Opubl. 14.01.92, BUDR Vyp. 1.
2. Storodubtseva T.N. Obespechenie treshchinostoykosti kompozitsionnogo materiala na osnove drevesiny dlya zheleznodorozhnykh shpal pri otverzhdenii i vsestoronnem uvlazhnenii: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk. Voronezh: Voronezh, gos. lesotekhn. akad, 1999. 20 s.
3. Steklovoloknistye polimerbeto-ny iz drevesnykh otkhodov / V.I. Kharchevnikov, L.N. Stadnik, T.N. Storodubtseva [i dr.] //Lesn. prom-st´. 1993. № 3. S. 19.
4. Kompozitsionnyy material na osnove otkhodov lesnogo kompleksa / V.I. Kharchevnikov, B.A. Bondarev, T.N. Storodubtseva [i dr.] : monogr. / pod red. V.I. Kharchevnikova. Voronezh: VGLTA, 2000. 296 s.
