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玻璃钢垃圾桶___相关文章纤维排列方式对强度的影响
编辑 :

恒德环保科技

时间 : 2022-03-29 13:03 浏览量 : 148

玻璃钢垃圾桶____相关文章纤维排列方式对强度的影响

关于确定玻璃钢的复合材料效率的数学方法,已有不少人进行了研究[2、3]。为了分析纤维排列对复合材料强度的影响,还需讨论一下复合材料的基本力学理论,然后再导出一个公式,以表

示复合材料中的荷载分布与原材料性能之间的关系。公式推导过程中使用的基本假定如下:

1.两种原材料均遵守虎克定律。

2.树脂和纤维粘结得很好,因而树脂和纤维在荷载作用下具有相同的应变。

3.纤维是直的,连续的,排列方向和荷载的作用方向一致。

4.复合材料的各组份均是各向同性的,均质的。

推导过程中使用的符号

A。——复合材料面积,时2

Ar:——总的纤维面积,时

A——沿着荷载方向的纤维面积,时

Am——基体的面积,时

D——纤维直径,时

E。——复合材料的拉伸弹性模量,磅/时

E;——纤维的拉伸弹性模量,磅/时

Em——基体的拉伸弹性模量,磅/时

Fm——基体的基础强度,磅/时

F——纤维的基础强度,磅/时?

F。——复合材料的理论强度,磅/时

h——剪切面的高度,时

L,——剪切面的长度和要求的纤维重迭●

P。——复合材料承受的荷载,磅

Pr——纤维承受的荷载,磅

Pm——基体承受的荷载,磅

8。——复合材料应力,磅/时?

8——纤维应力,磅/时2

8m——基体应力,磅/时

e。——复合材料的应变,时/时

公式的推导过程

8=E6

(1)

式中E是比例常数或弹性模量。

对于复合材料,则有:

s==Eeo

(2)

纤维应力和基体应力为:

s1==Eref

(3)

8m=Emem

(4)

根据前述的第二项假定,则有:

(5)

ec=ef=em

因此,可将方程(3)和方程(4)写成如下形式:

81=E1e0

(6)

8m=Emec

(7)

因为荷载等于应力乘以面积,因而纤维承受的荷载为:

P1=81A/=EreAr

(8)

基体承受的荷载为:

Pm=8mAm=EmecAm

(9)

因为作用在复合材料上的荷载P分别由纤维和基体来承担,

因此,

P6=P1+Pm

(10)

纤维承受的荷载与总荷载之比为:

Pt

Pt

(11)

P=PrtP

代换P,和Pm以后

Bt=BrAr+BmAm

E1Ar

(12)

假定复合材料的面积为1时2,则方程式(12)还可进一步

简化。即:

A1+Am=A=1

(13)

于是,方程(12)有如下式:

1

(14)

1+2,(h,-1)

―――

如把纤维承受的荷载和复合材料承受的荷载分别除以自身的

162

面积,就可确定纤维应力与复合材料应力之比,即

*I= BIlAI=Ai ErAr+Em(I-A)

E:A1

(15)

因为A=1,所以,

81

(16)

__

___

E

8o

A1+E-(1-Ar)

かく


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