ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ СПОРТИВНОГО ИНВЕНТАРЯ

УДК 796.022-035.31:630*812.79

 

  • Шелемет Никита Юрьевич – аспирант кафедры технологии дизайна и изделий из древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: nikitashelemet88@gmail.com
  • Наркевич Анна Леонидовна – кандидат технических наук, доцент кафедры механики и конструирования. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: narkevich_ann@belstu.by
  • Чуйков Алексей Сергеевич – кандидат технических наук, заведующий кафедрой технологии и дизайна изделий из древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: offlex88@mail.ru
  • Полховский Антон Викторович – магистр технических наук, старший преподаватель кафедры технологии и дизайна изделий из древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: antonpolx1@mail.ru
  •  
  • DOI: https://doi.org/ 10.52065/2519-402Х-2024-282-26.

 

Ключевые слова: лыжи, спортивный инвентарь, клюшки, масса, жесткость, прочность, материалы, упругость.

Для цитирования: Шелемет Н. Ю., Наркевич А. Л., Чуйков А. С., Полховский А. В. Исследование физико-механических характеристик материалов, применяемых в производстве спортивного инвентаря // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2024. № 2 (282). С. 209–217. DOI: 10.52065/2519-402Х-2024-282-26.

Аннотация

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.

Скачать

Список литературы

  1. Шелемет Н. Ю., Чуйков А. С. Особенности эксплуатации, внутренняя конструкция и материалы, применяемые для облегчения спортивно-беговых лыж (обзор) // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2023. № 2 (270). С. 173–182. DOI: 10.52065/ 2519-402Х-2023-270-2-20.
  2. Шелемет Н. Ю., Чуйков А. С. Современные технологии и материалы, применяемые в производстве клюшек для хоккея на траве // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы VII Всерос. науч.-техн. конф., Санкт-Петербург, 25–27 мая 2022 г. СПб., 2022. С. 292–295.
  3. Хоккей на траве // Фанат спорта 2024. URL: https://sportsfan.ru/sports-academy/summer-sports/ field-hockey.html (дата обращения: 25.02.2024).
  4. Материалы клюшек для хоккея на траве // Fihockey.ru 2024. URL: https://www.fihockey.ru/ materialy-klyushek-dlya-khokkeya-na-trave (дата обращения: 25.02.2024).
  5. Наркевич А. Л. Исследование особенностей формообразования изделий из полимерных и композиционных материалов: физико-механических, технологических характеристик материалов: отчет по БП 30–23 (заключ.). Минск, 2023. 58 с.
  6. Древесина. Методы определения модуля упругости при статическом изгибе: ГОСТ 16483.9–73. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 с.
  7. Древесина. Методы определения предела прочности при статическом изгибе: ГОСТ 16483.3–84. М.: Изд-во стандартов, 1999. 7 с.
  8. Эпоксидная смола // WikipediA. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Эпоксидная_смола (дата обращения: 25.02.2024). 9. Стекловолокно // WikipediA. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Стекловолокно (дата обращения: 25.02.2024).
  9. Крафт-бумага // WikipediA. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Крафт-бумага (дата обращения: 25.02.2024).
  10. Полховский А. В., Прохорчик С. А., Шетько С. В. Современные конструкции и материалы для лыж // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2019. № 1 (216). С. 169–175.
  11. Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования: ГОСТ 28840–90. М.: Изд-во стандартов, 2004. 8 с.
  12. Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности: ГОСТ 16588–91. М.: Стандартинформ, 2009. 6 с.

Поступила 20.03.2024