Candidate of Technical Sciences, Deputy Dean of the Faculty “Fundamentals of machine design”
канд. техн. наук, доцент кафедры «Основы конструирования машин»
Background. In modern agriculture, enhancing the durability and efficiency of machinery components, such as soil tiller blades, is crucial for improving productivity and sustainability. In this context, the study of advanced materials like glass fiber-reinforced unsaturated polyesters presents a relevant challenge.
Purpose. The aim of this research was to experimentally investigate the possibility of improving the properties of this composite material for the production of agricultural machinery parts.
Materials and Methods. For the study, samples were made from glass fiber-reinforced unsaturated polyester with various proportions of added components. The samples were divided into two groups: one group underwent thermal treatment, while the other remained untreated. Mechanical property testing was conducted using standard tensile tests to determine the values of tensile strength. Observations were also made regarding changes in mechanical properties under prolonged heat exposure.
Results. The results showed that samples with optimized proportions of added components, without direct thermal treatment, exhibited lower tensile strength values compared to samples that underwent thermal treatment. However, with prolonged application of heat over a relatively long period, the strength values began to decrease significantly. This indicates that extended heating leads to increased brittleness of the polyester composition and enhances reactions occurring within the mixture, negatively affecting the strength properties of the material under investigation.
Conclusion. The obtained data indicate a complex relationship between thermal treatment and the strength characteristics of the material. While thermal treatment may initially improve properties, prolonged heat exposure can lead to structural degradation and reduced strength. These results highlight the importance of optimizing technological processes in the production of soil tiller bladeto achieve a balance between enhancing mechanical properties and preventing undesirable changes associated with thermal treatment. Tensile test results showed that proportions approved for the production of glass fiber-reinforced unsaturated polyester soil tiller blade without direct thermal treatment lead to lower tensile strength values compared to thermally treated samples. This suggests incomplete curing of the mixture, resulting in a reduction of the studied mechanical properties. Furthermore, prolonged heat exposure for a relatively long duration (up to 72 hours) caused a significant decrease in tensile strength values. This indicates that prolonged heating enhances the reactions occurring within the mixture, leading to increased brittleness of the polyester composition and adversely affecting its strength characteristics. The study demonstrated that the correct choice of component proportions and thermal treatment regimes is critical for achieving optimal mechanical properties of glass fiber-reinforced unsaturated polyesters. These results could serve as a foundation for further research and development in materials science aimed at creating more efficient and durable materials for use in agricultural machinery.
Обоснование. В современном сельском хозяйстве повышение долговечности и эффективности компонентов машин, таких как лопасти почвообрабатывающих фрез, имеет решающее значение для роста производительности и устойчивого развития. В этом контексте исследование перспективных материалов, например, ненасыщенных полиэфиров, армированных стекловолокном, представляет собой актуальную задачу.
Цель. Целью данного исследования было экспериментальное изучение возможности улучшения свойств этого композиционного материала для производства деталей сельскохозяйственных машин.
Материалы и методы. Для исследования были изготовлены образцы из ненасыщенного полиэфира, армированного стекловолокном, с различным соотношением компонентов. Образцы разделили на две группы: одну группу подвергли термической обработке, а другую оставили без обработки. Механические свойства испытывали с помощью стандартных испытаний на растяжение для определения прочности. Также проводили наблюдения за изменением механических свойств при длительном тепловом воздействии.
Результаты. Результаты показали, что образцы с оптимизированным составом, но без термообработки, демонстрировали более низкую прочность при растяжении по сравнению с обработанными образцами. Однако при длительном тепловом воздействии значения прочности начали существенно снижаться. Это указывает на то, что продолжительный нагрев приводит к повышению хрупкости полиэфирной композиции и интенсификации протекающих в ней реакций, что негативно сказывается на прочностных свойствах исследуемого материала.
Заключение. Полученные данные свидетельствуют о сложной взаимосвязи между термообработкой и прочностными характеристиками материала. В то время как кратковременная термическая обработка может улучшать свойства, длительное тепловое воздействие вызывает структурную деградацию и снижение прочности. Эти результаты подчеркивают важность оптимизации технологических процессов при производстве лопастей для достижения баланса между улучшением механических свойств и предотвращением нежелательных изменений, связанных с нагревом. Результаты испытаний на растяжение показали, что выбранный состав для производства лопастей почв фрезы без термообработки приводит к более низкой прочности по сравнению с термообработанными образцами. Это позволяет предположить неполное отверждение смеси, что и вызывает снижение механических свойств. Кроме того, длительное тепловое воздействие (до 72 часов) вызывало значительное падение прочности. Это свидетельствует о том, что продолжительный нагрев усиливает реакции в материале, приводя к повышению хрупкости полиэфирной композиции и ухудшению её прочностных характеристик.