Модуль спиннинга

Прежде, чем рассматривать, как величина модуля волокон влияет на свойства спиннинга необходимо понять , что же собственно представляет собой этот модуль? Определение из учебника по сопротивлению материалов : Коэффициент пропорциональности Е, связывающий нормальное напряжение и относительное удлинение , называется модулем упругости. Другими словами, чем больше модуль, жестче стержень при тех же размерах.

В международной системе единиц модуль Е измеряют в тех же единицах , что и механическое напряжение или давление, т. е. в Па (паскаль). Поскольку численные значения модуля весьма большие, для компактности записи применяют приставку Г (гига), означающую миллиард. Пример модулей упругости материалов: стекловолокно 95—100 ГПа, сталь 195—205 ГПа, углеродное волокно 216—677 ГПа, вольфрамовая проволока 420 ГПа.

Модуль упругости материала численно равен механическому напряжению, которое необходимо создать в стержне, чтобы растянуть его в два раза. А как влияет величина модуля волокон на свойства спиннинга ? Если критерием качества спиннинга считать модульность исходного материала , то спиннинги, изготовленные из стали и низкомодульного углеродного волокна будут обладать одинаковыми свойствами . Очевидно, что это не так. Критерием качества материала для спиннинга является не величина модуля упругости и прочность , а отношение этих величин к массе, т. е. удельная прочность и удельная жесткость. По указанным параметрам углеродные волокна превосходят лучшие стали и титановые сплавы в несколько раз. Чтобы наглядно представить, как влияет модуль на свойства бланка, проведем мысленный эксперимент. Представим себе некоторый бланк, изготовленный из материала модулем, равным скажем Е некоторых единиц.

Предположим, что мы приложили к нему максимально допустимую нагрузку, и он получил некую деформацию. Если модуль материала спиннинга увеличить в два раза, то под воздействием той же нагрузки он деформируется в два раза меньше , а накопленная потенциальная энергия уменьшится в четыре раза . Если попытаться деформировать спиннинг до прежней величины , то он сломается. В конечном результате мы получим спиннинг с более узким тестовым диапазоном , поскольку верхняя граница теста не изменится, а нижняя сильно возрастет. Если одновременно с модулем увеличить вдвое прочность материала , то увеличится верхняя граница теста, и мы получим более совершенный спиннинг, но в другом весовом классе. Чтобы вернутся к исходному весовому классу, мы можем уменьшить диаметр бланка или толщину стенок .

При тех же упругих и прочностных свойствах мы получим боле легкий и , следовательно, более быстрый бланк.Отсюда вывод: увеличение модуля упругости материала бланка оправдано только при одновременном увеличении прочности . Структура углеродного волокна зависит от исходного сырья , состава макромолекул, степени вытяжки волокон, технологии их получения и многих других параметров. В связи с этим углеродные волокна, получаемые из разных синтетических волокон, имеют разное соотношение модуля упругости и прочности . Величина модуля упругости никак не связана с прочностью волокна. Но даже лучшее углеродное волокно — это просто пучок ломких нитей .

Чтобы получить из отдельных нитей высокопрочный материал, их необходимо соединить в одно целое посредством связующего вещества . Свойства конечного материала будут очень сильно зависеть от технологии укладки , уплотнения степени ориентированности и еще многих других параметров , определяемых технологией изготовления. Причем модуль упругости получаемого углепластика практически не изменится , а вот прочность, особенно удельная, целиком определяется технологией изготовления бланка. В предыдущей статье мы выяснили, что удельная жесткость определяет мощность, развиваемую удилищем при разгибе. А высокая удельная прочность материала позволяет накапливать энергию при забросе, и в прямом смысле получать легкое и прочное удилище . Очень важно понимать тот факт, что жесткость удилища определяется не только модулем упругости материала , но и наружным диаметром, толщиной стенок и длиной.

Т. е. жесткость удилища определяется как модулем материала, так и геометрией бланка. Важнейшее прочностное свойство углепластика — ударная вязкость , т. е. способность противостоять ударам целиком определяется технологией изготовления бланка и никак не зависит от изначальных свойств волокон . Выводы:

1. Жесткость бланка, модуль упругости материала бланка и модуль упругости исходных углеродных волокон — это совершено разные характеристики .
2. Высокий модуль материала без высокой прочности бесполезен.
3. Увеличение модуля упругости материала бланка имеет смысл при одновременном увеличении прочности .
4. Высокая удельная прочность важнее, чем высокий модуль.
5. Величина модуля и прочность материала никак не связаны между собой.
6. Величину удельной прочности производители указывают.
7. Свойства бланка гораздо больше зависят от технологии изготовления и конструкции, чем от изначальных свойств углеволокна.
8. Для спиннингистов — практиков знание этих параметров не обязательно, и даже вредно, поскольку затуманивает объективное восприятие качества бланка. Окончательный вывод: величина изначального модуля упругости углеродных волокон , без указания других параметров не дает никакой информации о свойствах бланка. И, наконец, информация для размышления: материалы, из которых изготовлены консервная банка и лезвие хорошего ножа, имеют одинаковый модуль упругости. Шутливый (но абсолютно правдивый) пример рекламного слогана: «Графит наших удилищ и природные алмазы состоят из одинаковых атомов ».

опубликовал DEA , для сайта balansir.com

прЯмаЯ ссылка на статью: Модуль спиннинга