Структура и типы

Мультиаксиальная ткань (non-crimp fabric, NCF) строится из параллельных слоёв ровинга, уложенных под заданными углами к продольной оси. Типы структур:

• Униаксиальная (UD) — один слой 0° или 90°;
• Биаксиальная (Biax) — два слоя 0°/90° или ±45°;
• Триаксиальная (Triax) — три слоя 0°/±45°;
• Квадриаксиальная (Quadrax) — 0°/90°/±45°;
• С поверхностным слоем (вуаль, мат) — для улучшения смачиваемости.

Марки в каталоге: Арматрон 800486, Арматрон 1200492, серия Компотэкс.

Преимущества перед ткаными

Из-за отсутствия изгиба нитей эффективность использования ровинга:

где σ_NCF — прочность композита на основе NCF, σ_ровинг — прочность ровинга в чистом виде. Для NCF η = 0,80–0,92, для тканых материалов — 0,55–0,70. То есть при равной массе NCF даёт на 25–40 % большую прочность.

Расчёт прочности по слоям

Прочность ламината из многоосевой ткани по классической теории слоистых пластин:

где Q_ij^(k) — приведённая жёсткость k-го слоя, h^(k) — его толщина, ε_j — деформации. Расчёт ведётся по матрице A (мембранная жёсткость), B (связь мембраны и изгиба), D (изгибная жёсткость).

Зависимость прочности от числа слоёв

Применение

• Лопасти ветрогенераторов — UD и триаксиальные ткани;
• Корпуса яхт и судов — биаксиальные ±45° — Арматрон 950329;
• Автомобильные детали — квадриаксиальные для бамперов;
• Трубы и ёмкости — UD с кольцевой намоткой;
• Строительные панели — Компотэкс 29052.

Сравнение с ровингом — в статье стеклоткань vs ровинг. Расчёт прочности — детальный расчёт мультиаксиальной ткани.

Заключение

Мультиаксиальные стеклоткани за счёт отсутствия изгиба нитей дают до 40 % прирост прочности относительно тканых при равной массе. Выбор числа осей (UD, Biax, Triax, Quadrax) определяется характером нагрузки: UD — для одноосного растяжения, Quadrax — для плоского напряжённого состояния.