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    2017-06-26 10:07:33

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    玻璃钢力学性能体现

    1、低弹性模量玻璃钢的密度较小为1、5~2、1gcm3,是普通钢材的14左右,其强度却较高,一般可达到400Mpa以上。玻璃钢的比强度强度与密度之比可达2×106cm以上,比普通钢材的比强度高很多,是一种轻质高强的材料。但是,玻璃钢的弹性模量是比较低的。譬如,纤维含量高达80%的单向玻璃钢,其纵向弹性模量约为5×104Mpa,仅是普通钢材的25%,为铝材的70%。而双向玻璃钢和多向玻璃钢的弹性模量就更低。玻璃钢的比弹性弹性模量与密度之比与钢材和木材的比弹性相接近,为2~2、7×108cm。若结构受刚度控制,则必须采取相应措施,以提高玻璃钢结构的刚度如加肋或采用夹层结构等?;谎灾?,以改变截面的尺寸和形状来弥补低弹性模量这一弱点。玻璃钢的剪切弹性模量更低。金属的剪切弹性模量为抗压弹性模量的40%左右;而单向玻璃钢的剪切弹性模量只有纵向弹性模量的10%左右;双向玻璃钢为20%。这样低的剪切弹性模量,对于主要承受剪切的结构来说是很大的弱点。2、强度和弹性性能的可设计性玻璃钢是由玻璃纤维或其织物和合成树脂组成的。玻璃纤维的强度和弹性模量比树脂的强度和弹性模量大几十倍。人们可以通过改进玻璃纤维的含量和分布方向,在一定范围内获得不同强度和弹性性能的玻璃钢,用以承受不同的荷载。譬如,对于荷载情况清楚的单向受力结构,可以考虑单向铺层方式;一般为安全计而采用4:1或7:1的铺层方式。这种单向铺层的方式可以再纤维方向获得特别高的强度,用以承受单向力,而在垂直于纤维的方向没有过分多余的强度储备。又如,对于双向受力的结构,可以考虑双向铺层和多向铺层的方式;选用适当的纤维用量或改变各单层的铺层方向,以满足强度要求。再如,对于面内均匀受力或受力情况不很清楚的结构,可以考虑多向铺层方式,选择相应的铺层方向使材料成为面内各向同性。就结构设计而言,上述特性所表现出来的优越性是最重要的。正确地运用强度和弹性性能的可设计性,必然导致理想的结构设计,而理想的结构体现了安全和经济的统一。3、各向导性性能所谓各向导性,是指材料在不同方向上具有不同的力学性能。玻璃钢即属于各向导性材料。它可增加独立的弹性系数。如上所述,为了获得所希望的、有一定方向性的玻璃钢,通常是将若干个单层称为单层板结构。每一个单层在其面内具有两个弹性主方向,即纤维方向L纵向和垂直于纤维方向T横向。在面内,独立的弹性系数有四个:纵向弹性模量EL、横向弹性模量ET、纵向泊松比LT纵横向剪切弹性模量GLT。显然,这种物理方面的复杂性增加了结构计算的复杂性。这种复杂性尤其表现在非弹性主方向上,当坐标不与弹性主方向重合时,正应力会引起剪应变,剪应力会引起线应变,这种现象称为交叉弹性。这是各向同性材料所没有的。玻璃钢的各向导性性能,要求在校核强度时做得更仔细。就每一单层而言,通常有五个基本强度:纵向抗拉强度FLt、纵向抗压强度FLc、横向抗拉强度FTt、横向抗压强度FTc、纵横向抗剪强度FLT。无论按何种强度理论进行强度校核,都必须尽量弄清荷载情况和受力状态。对于单向玻璃钢,横向抗拉强度往往不及纵向抗拉强度的5%。因此,很可能在主要荷载作用下不发生破坏,却在次要荷载作用下发生破坏。4、非均质性玻璃钢是非均质材料。若着眼于比纤维直径大不多的范围即亚微观范围,玻璃钢显然是非均质体;若着眼于比纤维直径大得多的范围即宏观范围,又可以将每个单层视为均质体。对于层合结构,各层之间即使在宏观范围内也是非均质的。这种不同层之间的宏观非均质性,给玻璃钢结构的分析带来了很大的复杂性。层合结构的弹性特性和强度特性必须以每个单层的弹性特性和强度特性为基础,这是与均质体的根本不同之处。上述非均质性造成层合结构的一个特有的现象:耦合效应。所谓耦合效应,是在小变形情况下,面内内力也会引起弯曲变形,弯曲内力也会引起面内变形。譬如,一块受简单拉伸的玻璃钢层合薄板,可能出现翘曲现象。为了避免或者利用耦合现象,构成了层合结构分析的一个重要课题。5、低剪切强度和低层间抗拉强度玻璃钢的剪切强度是比较低的:双向玻璃钢的抗剪强度为其抗拉强度的10%左右;单向玻璃钢就更低,甚至到5%以下。层合玻璃钢的层间没有玻璃纤维增强,因此层间剪切强度和曾度抗拉强度低于树脂浇注体的剪切强度和抗拉强度。上述弱点给玻璃钢的连接造成了困难,往往由于连接问题处理不当造成连接部位的局部破坏,而导致整个结构的破坏。在结构设计时,应尽量避免使用玻璃钢的低剪切强度和低层间抗拉强度,必要时可以采取构造措施。6、脆性玻璃钢的伸长率一般小于5%,属于脆性材料。对于塑性材料如钢材,结构中某些高应力区的材料进入塑性变形,引起应力重分配而使应力得到暖和。但是,对于玻璃钢,由于没有塑性变形阶段,结构中高应力区的部分纤维会先行断裂,他们承担的荷载卸给未断裂的纤维,于是可能发生纤维的连锁断裂现象而导致破坏。对于玻璃钢结构的高应力区,应预先考虑加强措施。等强度结构设计是玻璃钢结构设计的重要课题之一。以上概略地叙述了玻璃钢的主要力学性能。应当说明,玻璃钢尚有其他一些性能,如疲劳、蠕变、冲击等,也与惯用的金属材料有很多不同之处,而且影响玻璃钢性能的因素也十分繁多,这是不一一详述。安丘玻璃钢有限厂家是制造各种玻璃钢系列的专业生产厂,覆盖20多个省市自治区。并广泛适应于油田、化工、给排水、中央空调、纺织印染、电力、食品、邮电、造纸、防腐保温和污水处理工程等,欢迎各界友人来厂洽谈订货。aqblgc玻璃钢力学性能的体现

    复合材料在汽车上应用部位及必要性

    1、复合材料在汽车的应用部位在巴黎JEC复合材料展览会上,我们可以看到,复合材料在汽车上得到广泛应用,按功能分可分为结构件、装饰件和功能件;按部位可分为车身、底盘和座舱等,可具体细化为翼子板、车顶板、底盘、行李箱板、门内板、轮毂、引擎罩、避震弹簧、传动轴结构加强和耐热件等。2、复合材料在汽车上应用的必要性全球气温变暖,自然灾害的不断出现,2009哥本哈根会议”已成为大家关注的主要话题,各国在节能减排上都在不懈的努力,减少碳的排放将是未来发展的主流,空客A3800的复合材料应用超过40%,波音B787复合材料已占总重量的50%以上,空客宽体运输机A400m复合材料的用量也近40%,这次展出的奥地利钻石公务客机,机身几乎全部使用了碳纤维复合材料,它们将比传统的飞机节省燃料20%以上。作为材料行业中的贵族材料-碳纤维在航空、航天、军事、医疗放射用床板等领域的广泛应用,汽车行业也不甘落后,此次展出的跑车兰博基尼,碳纤维复合材料几乎覆盖了除电器、玻璃以外的全部车身和零部件,有资料显示车身仅重380KG,这为汽车减轻重量,降低油耗,减少尾气排放,提高装载量,提高抗冲击性,吸收能量,改善安全性能,提供了有力保障。

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