在--320。F條件下,某些玻璃鋼的強(qiáng)度仍能保持不變,而另外一些玻璃鋼,實(shí)際上還有所增加。試驗(yàn)表明,環(huán)氧玻璃鋼在液氧溫度(一297.4。F)下強(qiáng)度增加了175%。在低溫下,應(yīng)力集中問(wèn)題也有所改善。如帶缺口的試件在一297。F時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力集中比同樣試件在室溫時(shí)的應(yīng)力集中要低一些。 玻璃鋼在低溫條件下抗驟冷驟熱(熱循環(huán))的性能也很好。曾做過(guò)這樣的試驗(yàn):先把試件放進(jìn)液態(tài)氮(一320。F)里半小時(shí),然后取出在室溫下暴露半小時(shí),這樣交替循環(huán)二十次,未出現(xiàn)裂縫和分層現(xiàn)象。不難看出,玻璃鋼在低溫條件下仍是一種有效的結(jié)構(gòu)材料。纖維纏繞玻璃鋼容器可裝固體推進(jìn)劑,其本身重量要比金屬容器輕很多。
龜裂
所謂龜裂是指纖維纏繞制品在承受荷載期間所形成的微裂縫舊“。關(guān)于龜裂對(duì)材料的彈性和機(jī)械強(qiáng)度的影響曾進(jìn)行某些研究和分析。研究結(jié)果表明,假如不降低彈性而能避免龜裂,那么火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的爆破壓力能提高30%左右。
高溫的影響
纖維纏繞玻璃鋼火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體之類(lèi)的制品可能受到瞬時(shí)的超高溫作用。在幾秒鐘到幾分鐘這樣短的時(shí)間內(nèi),火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體需完好無(wú)損地承受2,000--一5,600。F的超高溫作用,玻璃鋼能滿(mǎn)足這類(lèi)特殊要求弛引。當(dāng)材料的分解成為主要問(wèn)題時(shí), 可把壁設(shè)計(jì)得厚一些,或在壁上敷一層絕熱內(nèi)襯(或二者同時(shí)采用), 以保護(hù)玻璃鋼結(jié)構(gòu)。 層狀玻璃鋼在快速加熱時(shí)會(huì)因受到熱沖擊作用而引起分層。實(shí)踐表明,把層狀玻璃鋼在高于熱沖擊溫度下進(jìn)行后期熱處理,可避免分層。但玻璃鋼在熱處理后又吸收水分的話,則仍會(huì)分層。較長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用對(duì)玻璃鋼性能的影響見(jiàn)表6-2?;旧喜Aт摰恼辰Y(jié)劑不同,所受到的影響也不同。
環(huán)氧玻璃鋼在400。F下受熱200tJ、時(shí)后,其性能變化不大,溫度再高時(shí),性能便迅速下降。耐熱性好的酚醛玻璃鋼和有機(jī)硅玻璃鋼也如此,不同的是,酚醛玻璃鋼在較高溫度下,僅在較短時(shí)間內(nèi)能保持較高的強(qiáng)度,而有機(jī)硅玻璃鋼則能在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持較高的強(qiáng)度。有機(jī)硅層壓玻璃鋼在800。F條件下受熱10-、一30分鐘后,沒(méi)有明顯的損壞現(xiàn)象。 應(yīng)當(dāng)指出,只要固體藥柱是粘結(jié)到殼體壁上,那末在粘結(jié)區(qū) ①圓筒是采用耐熱環(huán)氧樹(shù)脂和E玻璃纖維強(qiáng)成的,直徑3時(shí)??v向纏繞與環(huán)向纏繞的比例是l:2;應(yīng)力根據(jù)總壁厚計(jì)算。 ②室溫下的平均極限環(huán)向應(yīng)力是155×10 3磅/時(shí)2。域的殼體溫度就不致達(dá)到臨界值,藥柱本身能起一定的熱絕緣作用。如果藥柱和殼體之間不用粘結(jié)劑粘結(jié),即藥柱是直接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體里澆鑄的話,則殼體里就需加上內(nèi)襯,起絕熱層作用。目前,正是這樣做的,因?yàn)槟承┧幹娜紵龝r(shí)間較長(zhǎng),需要絕熱層。 絕熱層或內(nèi)襯必須能夠承受藥柱燃燒期的最高溫度,而且在湍流狀熱氣流的沖擊下,仍能和殼體組成一個(gè)整體,不被沖掉。內(nèi)襯的應(yīng)變或延伸率不得低于殼體應(yīng)變的最大值(一般約為2%)。這類(lèi)內(nèi)襯多半是用填有耐火礦物填料的橡膠做的,也有采用尼龍或石棉帶纏繞的,粘結(jié)劑是改性的酚醛樹(shù)脂。這種內(nèi)襯一般是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間也要燃燒或燒蝕。內(nèi)襯必須足夠厚,以保證玻璃鋼發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的溫度維持在安全極限之內(nèi)。