Композитные материалы в конструкции грузовых вагонов

Главное отличие от композитов в том, что композиционный материал – однородный, он обладает одинаковыми свойствами в любой своей точке.

Принцип разработки таких материалов также отличается. Если композиты изначально разрабатываются, исходя из того, что каждый отдельный элемент конструкции возьмет на себя конкретные функции, то композиционный материал обладает едиными свойствами в любой своей точке, не зависящими ни от направления, ни от типа прикладываемой нагрузки.

1.2. История развития композитных материалов

Сегодня словосочетание «композитный материал» вызывает ассоциации с самыми прорывными технологиями и решениями, на которых уже строится будущее.

Это не совсем верно: ведь самой идее композита уже несколько тысяч лет. Но, несмотря на весь прогресс, основной принцип создания композитов сохраняет свою актуальность и по сей день.

К числу первопроходцев по части получения и применения композитных материалов относят жителей Месопотамии – они населяли регион 3,5 тыс. лет до нашей эры.

Именно там зародилась история композита, а именно материала, до сих пор используемого людьми, – фанеры. Было достаточно сложить несколько листов дерева друг на друга под разным углом, закрепить их примитивным клеем, и материал, доказавший свою эффективность на долгие сотни лет вперед, готов.

Сочетание клея и листов дерева образовало новый, куда более прочный и износостойкий материал, дошедший до наших дней. Это базовый принцип композита: объединение свойств уже существующих материалов.

С того момента, как человек освоил этот принцип, технический прогресс начал ускоряться – композиты стали спутниками целых цивилизаций.

Папирус – композит. При его изготовлении спрессовываются слои горизонтальных волокон растения с вертикальными. В результате легкий, прочный, долговечный материал. Достаточно сравнить его с теми же месопотамскими глиняными табличками: громоздкие и неудобные, они по всем параметрам проигрывали изящному изобретению египтян. Папирус было удобнее хранить, и, по сравнению с «царапанием» по глине, на нем гораздо проще писать и рисовать.

Бетон – также композитный материал. Бетон впервые был описан римским архитектором Витрувием еще 2 тыс. лет назад. Ученый делал ставку на сочетание вулканического пепла и известняка, чтобы придать своим постройкам надежность и прочность. Использование нового материала позволило в значительной степени улучшить физико-механические характеристики сооружений.