Исследование физико-механических характеристик материалов, применяемых в производстве спортивного инвентаря

Abstract

В статье описаны основные характеристики спортивного инвентаря (в частности, спортивно-беговых лыж и клюшек), такие как масса, жесткость и прочность изделия, которые наиболее важны для спортсменов. Статья включает обзор материалов, используемых для создания спортивного инвентаря высокого качества, которые должны обладать низкой массой, но высокой жесткостью и прочностью. Описан подробный процесс изготовления экспериментальных образцов композиционных материалов на основе древесины осины, березы и дуба, армированных при помощи специальных волокон, которые удерживались и скреплялись между собой при помощи связующего (эпоксидный клей марки ЭДП). В качестве армирующих слоев использовали угле- и стекловолокно. После этого при помощи точных весов, разрывной машины и другого оборудования были исследовали физико-механические характеристики данных составных материалов. Получены зависимости изменения массы образцов от количества нитей армирующих волокон и необходимого для их удержания связующего. В ходе проведения эксперимента установлено изменение прочности исследуемых составных материалов в зависимости от материала-основы (древесина березы, дуба и осины) до армирования и с полным армированием стекло- и углеровингом. Выявлено изменение жесткости полученных композиционных материалов при увеличении количества нитей армирующего слоя из стекло- и углеволокон. Получены экспериментальные уравнения регрессии, отражающие данную зависимость и позволяющие теоретически рассчитать необходимую жесткость конечного продукта. В ходе проведения эксперимента установлено, что для изготовления спортивного инвентаря, работающего на жесткость, лучше использовать в качестве сердцевины древесину более легких пород, например осину, так как она позволяет значительно уменьшить массу конечного продукта, а армирующие слои при этом вносят наибольший вклад в жесткость и прочность конструкции, которую можно регулировать за счет типа применяемых волокон, их количества или комбинирования между собой