Дослідження склопластикових труб з різною трансверсально-ізотропною структурою для різних умов експлуатації

Abstract

Виявлено складнощі у проектуванні склопластикових труб з анізотропною структурою, які використовують у системах лісового, міського та сільського хозяйств у зв'язку з різними умовами навантаження та розподілу навантаження у повздовжньому та поперечному (кільцевому) напрямах. Зумовлено вибір отримання склопластикових труб методом косошарого поздовжньо-поперечного намотування, як найперспективнішого з можливістю контролювання трансверсально-ізотропної структури склопластикових виробів круглого перетину. Проаналізовано кількість наповнювача, який укладається у повздовжньому напрямі, та кількість наповнювача, який укладається у поперечному напрямку, та їх співвідношення залежно від трансверсально-ізотропної структури склопластикових труб. За результатами експериментального дослідження наведено дані про фізико-механічні показники, а саме руйнівну напругу у повздовжньому та поперечному напрямах, склопластикових виробів та їх залежність від трансверсально-ізотропної структури, а саме від кількості та напряму, в якому вкладається армувальний матеріал. Встановлено можливість регулювання фізико-механічних властивостей у повздовжньому та поперечному напрямах, їх комбінації відповідно до навантаження за різних умов експлуатації.

Glass-plastic pipes are widely used in the field of forestry, municipal services and agriculture, in irrigation and melioration systems, collector-drainage networks, technological and main pipelines of fire protection systems and water supply systems, for transportation of chemical aggressive environments and oil products, for gas pipelines and sewage systems, water-raising columns and others. A significant number of operating conditions involves the utilization of fiberglass pipes with different physical and mechanical characteristics. The method of cross-fibred longitudinal-circumferential winding allows receiving products with a different transversal-isotropic structure. The study has established the influence of this structure on the physical and mechanical properties of fiberglass pipes – the failure stress at tension in the longitudinal and transverse directions. The authors have indicated the dependence of the amount of the filler in the transversal and axial directions, their ratio on the transversally isotropic structure. Based on the results of study, the authors have found the dependence of the failure stress at tension in the longitudinal and transverse directions on the amount and ratio of the filler in the transversal and axial directions. The obtained data permits predicting and simulating construction fiberglass plastics with the necessary characteristics of the failure stress at tension in the longitudinal and transverse directions, or their combinations by changing the transversal-isotropic structure for each individual pipeline with certain operating conditions. The adjustment of the combination of physical and mechanical properties in longitudinal and transverse directions makes it possible to choose a wall thickness of the product that would correspond to the minimum permissible value in both directions, and not only in one of them. A further study of the dependence of the failure compression and bending stress and their elastic modulus will allow assuming that all physical and mechanical properties have a similar dependence on the transversally isotropic system and bring new data for more detailed design and manufacture of pipelines with different loading conditions.