Розрахунок міцності виробів SMC

Продукти SMC, а саме продукти з листових формувальних сумішей, є високоефективними термореактивними композитними матеріалами. У багатьох галузях застосування проектування міцності має надзвичайно важливе значення для продуктів SMC. Наприклад, у автомобільній промисловості, враховуючи постійний розвиток тенденції до зменшення ваги автомобілів, продукти SMC завдяки своїм легким і високоміцним характеристикам широко використовуються при виготовленні кузовних деталей, конструкційних елементів і функціональних частин, таких як кришки двигуна, передні та задні бампери, крила та кріплення радіатора. Ці деталі повинні витримувати різноманітні складні механічні навантаження під час руху транспортного засобу, включаючи вібрацію, ударні навантаження, вигин і розтягнення.

Якщо конструкція матеріалу не є достатньо міцною, це може призвести до передчасного пошкодження деталей і вплинути на безпеку та надійність транспортного засобу. У будівельній галузі продукти SMC часто використовуються для виготовлення зовнішніх стінових панелей, фасадів, дахів, трубопроводів та резервуарів. Ці будівельні елементи повинні мати достатню міцність, щоб витримувати власну вагу, вітрові навантаження, снігові навантаження та потенційні сейсмічні впливи; розрахунок міцності безпосередньо впливає на структурну стабільність та термін служби будівель. У галузі електроніки та електротехніки продукти SMC використовуються для виробництва корпусів електричного обладнання, автоматичних вимикачів та кабельних тримачів — вони повинні не лише відповідати вимогам до електричних характеристик, але й мати певний рівень міцності, щоб захищати внутрішні електронні компоненти від зовнішніх пошкоджень.

Аналіз принципу конструювання міцності виробів SMC. Формування міцності виробів SMC — це складний процес, який включає взаємодію між різними внутрішніми компонентами матеріалу та зміни структури матеріалу під час процесу формування. З точки зору складу матеріалу, сила міжфазного зчеплення між полімерною матрицею та армувальними волокнами є одним із ключових факторів, що впливають на міцність. Як основний армувальний матеріал, скловолокно завдяки своїм високоміцним і високомодульним властивостям забезпечує базову несучу здатність виробів SMC. Коли виріб піддається зовнішнім навантаженням, скловолокно може сприймати більшу частину навантаження та запобігати поширенню тріщин. Матриця ненасиченого поліестеру, у свою чергу, зв'язує скловолокна разом, забезпечуючи їх синергетичну роботу для протидії зовнішнім силам.

Під час процесу формування матеріал SMC проходить перетворення з плинного напівфабрикату в затверділий та відформований стан — цей процес суттєво впливає на кінцеву міцність продукту. Під час пресування під дією високої температури та високого тиску смола матриці зазнає реакції поперечного зшивання та затвердіння, утворюючи тривимірну сітчасту структуру. У ході цього процесу молекулярні ланцюги з'єднуються між собою, поступово збільшуючи твердість, жорсткість та міцність матеріалу. У той же час висока температура та тиск сприяють щільнішому зчепленню між окремими компонентами, зменшуючи внутрішні дефекти та пори, а також покращуючи щільність матеріалу.